Laboratorio Nro. 1 Configuraciones básicas del Amplificador Operacional

Universidad de Nariño. Cabrera, Caicedo, Chaucanes, López. Laboratorio Nro. 1 Configuraciones básicas del Amplificador Operacional

Laboratorio Nro. 1 Configuraciones básicas del Amplificador Operacional.

Caicedo Daniel
Universidad de Nariño
carlos5110@udenar.edu.co

Chaucanes David
Universidad de Nariño
davent@udenar.edu.co

López Brayan
Universidad de Nariño
brstive09@udenar.edu.co

Cabrera Diego

Universidad de Nariño

diego.cabrera@udenar.edu.co

Resumen— El siguiente informe se realizó con el objetivo de poner en práctica los conocimientos teóricos adquiridos sobre amplificadores operacionales y sus configuraciones básicas con realimentación, comprendiendo el orden de conexiones, los componentes electrónicos usados y el funcionamiento del mismo por medio de los cálculos y los datos recogidos por los instrumentos en el laboratorio; al final se espera que los datos que se encontraron en la teoría sean muy aproximados a los datos recogidos en los experimentos con los componentes reales.

Abstract—The following report was made with the objective of putting into practice the theoretical knowledge acquired about operational amplifiers and their basic configurations with feedback, understanding the order of connections, the electric components used and their operation through calculations and data recovered by laboratory instruments; at the end, we expect that the theoretical results are approximated to the experimental data with the real components.

Índice de términos — Amplificador Operacional, Generador de Señales, Configuraciones Básicas, LM741, Frecuencia límite.

1. Introducción

Uno de los dispositivos electrónicos de mayor uso y versatilidad en aplicaciones lineales es el amplificador operacional (un elemento de circuitos activo), este dispositivo permite construir circuitos útiles para realizar operaciones matemáticas de suma, resta, multiplicación, división, diferenciación e integración sin necesidad de conocer la complejidad de la circuitería interna.

El termino de amplificador operacional se debe a John Ragazzini, quien lo certifico en un estudio sobre computadoras analógicas para el National Defense Research Council de Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial. Los primeros amplificadores operacionales contenían tubos al vacío en vez sistemas de transistores, resistores, capacitores y diodos.

1. Metodología

1. Planteamiento del Problema

En esta práctica se pide la resolución de circuitos que emplean al amplificador operacional (cumple distintas funciones dependiendo de la forma del circuito en el que se conecta) y verificar la operación en las siguientes configuraciones:

a) Amplificador inversor

b) Amplificador no inversor

c) Seguidor

d) Derivador

e) Integrador

f) Sumador

En cada caso, se debe montar el circuito y tomar la fotografía de la pantalla del osciloscopio con las señales de entrada y de salida visibles simultáneamente.

1. Objetivos

Reconocer cómo es el comportamiento real del amplificador operacional, en sus configuraciones básicas, comparado con lo que dice la teoría vista en clase, para ello es necesario:

• Estudiar el amplificador operacional LM741.

• Realizar el análisis de cada configuración básica para obtener los valores de los componentes a usar en el montaje.

• Implementar el circuito, medir y comparar con los cálculos realizados.

1. Marco Teórico

Un amplificador operacional es un amplificador lineal que tiene dos entradas (inversora y no inversora) y una salida. Tiene una alta ganancia en tensión y una muy alta impedancia de entrada, así como una muy baja impedancia de salida.

En la Figura 1 se muestra el símbolo del amplificador operacional.

1. Símbolo del amplificador operacional

En cuanto a su apariencia física, los amplificadores operacionales son circuitos integrados y como tal pueden presentarse en varios encapsulados. La presentación más común y práctica para el uso en trabajos académicos es el encapsulado DIP (por su facilidad para usar en la protoboard), ya sea de 8 o 16 pines según sea la referencia. Sin embargo, se encuentran amplificadores operacionales en una amplia gama de presentaciones, ya sean encapsulados de montaje superficial (como el SOP) u otros (como el TO99).

1. Esquemático Amplificador Operacional LM741

A continuación, se presentan algunas de las configuraciones básicas de los amplificadores operacionales:

• Amplificador inversor.

En el circuito amplificador inversor, la señal de salida del amplificador realimenta la entrada inversora por medio de una resistencia. En la entrada inversora se conecta una resistencia, mientras que la entrada no inversora se conecta a masa. La señal de salida es invertida (desfasada en 180°) con respecto a la señal de entrada y su amplitud dependerá del cociente entre la resistencia de realimentación y la conectada a la entrada inversora. Escogiendo las resistencias convenientemente se puede obtener la amplificación deseada para una aplicación específica.

1. Amplificador Inversor

A partir del diagrama se puede obtener los siguientes resultados:

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

• Amplificador no inversor

Las características fundamentales del amplificador no inversor es que la señal de salida está en fase con respecto a la señal de entrada y la ganancia del amplificador siempre será mayor que la unidad. En este circuito, al igual que en el circuito del amplificador inversor, la realimentación es negativa, pero la tensión de entrada se aplica a la entrada no inversora.

1. Amplificador no Inversor

A partir del diagrama se puede obtener los siguientes resultados:

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