Informe amplificadores operacionales

Resumen. En el siguiente informe se estudia el funcionamiento básico de un amplificador operacional (lm741). Para este caso se utilizaron tres tipos de configuraciones, (inversor, no inversor y sumador). Al final se obtuvo la señal de salida de cada configuración con respecto a una señal de entrada y se observó qué sucede al momento de aumentar la señal de entrada hasta cierto nivel de voltaje.

Palabras clave. Amplificador – Inversor – No inversor.

INTRODUCCIÓN  

Los amplificadores operacionales son, dispositivos compactos activos y lineales de alta ganancia, diseñados para proporcionar la función de transferencia deseada. Un amplificador operacional (A.O.) está compuesto por un circuito electrónico que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): [pic 1]

Estos dispositivos se caracterizan por ser construidos en sus componentes más genéricos, dispuestos de modo que en cada momento se puede acceder a los puntos digamos “vitales” en donde se conectan los componentes externos cuya función es la de permitir al usuario modificar la respuesta y transferencia del dispositivo.

Se alimenta con fuentes positivas y negativas, lo cual permite que obtenga excursiones tanto por arriba como por debajo de masa o punto de referencia que se considere. Se caracteriza especialmente porque su respuesta en: frecuencia, cambio de fase y alta ganancia que se determina por la realimentación introducida externamente. Por su concepción, presenta una alta impedancia (Z) de entrada y muy baja de salida. [1] El símbolo de este dispositivo se muestra en la figura 1.

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Figura 1. Símbolo del A.O.

DESARROLLO METODOLOGICO

El primer paso para cumplir los objetivos propuestos en la guía, el primer paso fue armar en la protoboard el circuito de la figura 2; el cual corresponde a un amplificador operacional  en configuración inversora.

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Figura 2. A.O. en configuración inversora

a este circuito se le introdujeron los valores de entrada que se muestran en la tabla1, del mismo modo se observan los valores obtenidos con respecto a los de entrada.

TABLA 1. VALORES DE ENTRADA Y SALIDA

Los resultados obtenidos de manera gráfica se pueden observar desde la figura 3 hasta la figura 6 respectivamente. En ellas se evidencia la diferencia entre la amplitud de la señal de entrada y la señal de salida, del mismo modo se puede ver que la señal de salida está invertida 180° con respecto a la señal de entrada, debido a la configuración inversora del amplificador operacional.

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Figura 3. 520mVp entrada, 5.12Vp salida, configuración inversora.

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Figura 4. 1Vp entrada, 9.76Vp salida, configuración inversora

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Figura 5. 1.5Vp entrada, 15.1 Vp salida, configuración inversora.

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Figura 6. 2V entrada, 19.4V salida. Configuración inversora.

El circuito amplificador inversor tiene una ganancia 10, la cual se calculó de la siguiente manera. [pic 9]

Habiendo obtenido los datos necesarios de la configuración inversora, se pasa a implementar la configuración no inversora, como se muestra en la figura 7, los parámetros de entrada fueron los mismos que para la configuración anterior. La ganancia para este circuito amplificador es de 11, la cual se obtuvo con la siguiente formula, de la siguiente manera. [pic 10]

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Figura 7. Configuración no inversora.

Del mismo modo que el circuito anterior, (figura 2.) a este circuito se le introdujeron los valores de entrada que se muestran en la tabla 2, tambien se pueden observar los valores obtenidos con respecto a los de entrada.

TABLA 2. VALORES DE ENTRADA Y SALIDA, NO INVERSOR.

Tambien se observó con la ayuda del oscciloscopio la señal de entrada y señal de salida, obteniendio una amplitud distinta para cada valor de entrada y salida, estas gráficas se muestran desde la figura 8, hasta la figura 11 respectivamente

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Figura 8. 512mV entrada, 5.11V salida. Cofiguración no inversora

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Figura 9. 1V entrada, 11.2V salida. Cofiguración no inversora

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Figura 10. 1.5V entrada, 16.0V salida. Cofiguración no inversora

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Figura 11. 2V entrada, 22.0V salida. Cofiguración no inversora

Por último se ensambla en el protoboar un circuito amplificador sumador no inversor, el cual toma n señales de entrada y las suma en una sola salida, este circuito se muestra en la figura 12.

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Figura 12. Amplificador sumador no inversor

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