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Introducción al Acondicionamiento de Señal con Amplificadores Operacionales Norberto Cañas de Paz Departamento de Informática Aplicada EUI-UPM.

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Presentación del tema: "Introducción al Acondicionamiento de Señal con Amplificadores Operacionales Norberto Cañas de Paz Departamento de Informática Aplicada EUI-UPM."— Transcripción de la presentación:

1 Introducción al Acondicionamiento de Señal con Amplificadores Operacionales Norberto Cañas de Paz Departamento de Informática Aplicada EUI-UPM

2 NCP2 Indice Introducción Circuitos con realimentación negativa Filtros Convertidores D-A y A-D

3 NCP3 Pueden configurarse para realizar diferentes operaciones (Suma, resta, diferenciación e integración). Los primeros se construyeron con válvulas. En 1960 Robert J. Widlar desarrolla el primer operacional en chip de silicio. En 1968 Fairchild saca al mercado el 741 El uso intensivo de los AO ha provocado que bajen drásticamente de precio. Amplificadores operacionales

4 NCP4 Para construir circuitos con AO, en la inmensa mayoría de los casos, no es necesario conocer el funcionamiento interno del dispositivo. Amplificador de voltaje. Vs Rs Ri +vi-+vi- A oc v i +vo-+vo- Ro RLRL

5 NCP5 av D roro rdrd -vD+-vD+ - + vOvO a r d = r o = 0 v o = av D = a(v P -v N ) AO Ideal i N = 0 VPVP i P = 0 VNVN

6 NCP6 Circuitos con realimentación negativa Amplificador inversor ideal Amplificador inversor

7 NCP7 Amplificador no inversor Amplificador no inversor ideal

8 NCP8 Seguidor de tensión Es un amplificador no inversor en el que R 1 = y R 2 = 0 La ganancia del circuito es A = 1 por lo que v O = v I Es un circuito muy adecuado para realizar adaptación de impedancias y se comercializa bajo el nombre de buffer (ej. BUF-03 de Analog Devices)

9 NCP9 Análisis de otras configuraciones (AO ideal) Amplificador sumador Utilizando el concepto de corto virtual entre v P y v N obtenemos

10 NCP10 Amplificador restador Aplicando el principio de superposición v O = v O1 + v O2, donde v O1 es v O con v 2 = 0 y v O2 es v O con v 1 = 0

11 NCP11 Diferenciador Integrador

12 NCP12 Filtros Los filtros procesan señales en función de sus frecuencias. Modifican la amplitud de la señal y su fase. Tipos más destacados Paso bajo Paso alto Paso banda Banda excluida

13 NCP13 Filtros activos Filtro paso bajo con ganancia Para frecuencias bajas podemos ignorar la impedancia del condensador y el circuito funciona como un amplificador inversor. La frecuencia de corte es aquella para la que se produce una caída de -3 dB entre la señal de entrada y la de salida.

14 NCP14 Filtro paso alto con ganancia Para frecuencias altas Frecuencia de corte

15 NCP15 Filtro paso banda Para frecuencias altas Frecuencias de corte

16 NCP16 Convertidores DA y AD Esquema habitual: Muestreo y retención CAD Proceso de la señal CDA Filtrado de salida Filtrado de entrada

17 NCP17 CDA b0b0 b1b1 b2b2 B n-1 vovo DIDI V REF Convertidores DA

18 NCP18 Rango de fondo de escala (FSV) Valor de fondo de escala (FSR) Resolución Especificacion de un CDA

19 NCP19 Offset Ganancia Especificacion de un CDA

20 NCP20

21 NCP21 CAD b0b0 b1b1 b2b2 B n-1 vIvI DODO V REF INICIOFin Conversión Convertidores AD

22 NCP22 Offset. Diferencia entre la posición de la primera transición y ½ LSB Ganancia. Diferencia entre la última y primera transición y la separación ideal de V FSR -2 LSB Especificacion de un CAD

23 NCP23 Línea de centros de código (punteada). Pasa por el centro del rango de voltajes asignados a cada código. No linealidad diferencial. Diferencia entre el número de unidades LSB asignadas a un código y un LSB. Especificacion de un CAD

24 NCP24 Circuitos de conversión DA Resistencias con peso

25 NCP25 Resistencias en escalera

26 NCP26 Circuitos de conversión AD Conversión por aproximaciones sucesivas

27 NCP27 Conversión flash


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