Curs d’Amplificadors Operacionals Departament d’Electrònica Enginyeria La Salle

Índice 1. Conceptos básicos 2. Aplicaciones varias 3.      Clasificación actual 4. Bibliografía

1.1 Conceptos básicos

1.2 Esquema interno Amplificador Operacional

1.3 Configuraciones Básicas

1.4 Esquema inversor / no-inversor - En este circuito tenemos realimentación negativa. - La ganancia viene dada por la relación R2/R1

1.5 Sumador inversor / no-inversor

1.6 Diferentes tipos de restadores

1.7 Ejemplos

1.8 Ganancia en función de la frecuencia

1.9 Relación Amplificación - B

2.1 Partidor de fase Amplitud Salida 1 = Amplitud Salida 2 (pero con fases opuestas)

2.2 Amplificador a volumen constante - Realimentación mediante Q1 y R3. - C2 estabiliza el circuito. - R1 determina el margen de señales admitidas. - C1 determina la constante de tiempo del control automático de ganancia del circuito

2.3 Amplificador sintonizado (aceptador) - Configuración inversora. - Filtro doble T - Fo -> gran amplificación realimentación despreciable - Resto de frec. -> ganancia muy pequeña por la realimentación negativa. R2 = R3 = 2*R4 C2 = C3 = 1/2 * C4 Fo = 1/6.28 * R2 * C2

2.4 Filtro rechazador - Fo determinada por la red doble T(R2, R3, R4, R5, C1, C2, C3) - R5 ajusta la banda de rechazo.

2.5 Filtro P.B variable 2,2 - 24khz - Ganancia = 1 a frecuencias por debajo de Fc - Frecuencia de corte = cuando la tensión de salida cae-3 dB - R2 = R3 = 100K  2.2 Khz R2 = R3 = 0   24 Khz

2.6 Filtro P.B. Variable 235 Hz - 2,8Khz - Ganancia = 1 a frecuencias por debajo de Fc - Frecuencia de corte = cuando la tensión de salida cae-3 dB - R2 = R3 = 100K  235 Hz R2 = R3 = 0   2.8 Khz

2.7 Fuente de tensión variable (3-15v) - Vref = 3 V - Cuando el Pote R4 se encuentra en la posición + cercana al emisor, gran realimentación Real. neg.  Ganancia = 1 - Cuando a R4 la llevamos a la posición contraria, real. neg. muy baja  Ganancia = 5 Vout = 15 V

2.8 Generadores de onda (cuadrada) - Aquí, la frecuencia la seleccionamos mediante el potenciómetro que se encuentra a la salida de la pata no-inversora del amplificador. - Este circuito incorpora un potenciómetro con el cual controlamos la amplitud de la salida.

2.9 Óhmetro - Etapa amplificadora inversora. - Fondo escala  1Kh ..10Mh - Amplificación = f(R6..R10) - Generador de tensión de 1V

2.10 Generador de onda cuadrada (variable) - IC1 integrador - IC2 comparador - La frec. de trabajo se selecciona mediante R1 y C1 - R6 varia Vout = 11 Vpp max

2.11 Generador acoplable al circuito anterior - Amplificador no inversor. - Si tenemos señal cuadrada a la entrada, debido a la matriz de diodos y resistencias, se va reduciendo la pendiente de la rampa.

2.12 Oscilador - La salida puede variar entre 0 y 5 V mediante el pote R7 - Dispone de filtro doble T - Generador de onda sinusoidal de 1Khz

2.13 Oscilador con selector de frecuencias - Generador de onda cuadrada. - S1 = 500 Hz - S2 = 670 Hz - S3 = 760 Hz

2.14 Selector de tono - En lo único que difiere este circuito con el anterior es con la inclusión de R4, C2 y el altavoz a la salida del AO para oír la frecuencia elegida.

2.15 Generador de ondas cuadradas variable - En semiciclos positivos  C1 se carga a través de R3,D1 y R4 - En semiciclos negativos  C1 se carga a través de R3,D2 y R4 - Mediante R4 podemos modificar el duty cycle de la señal de salida.

2.16 Multivibrador biestable

2.17 Multivibrador biestable (2) - Este esquema es similar al anterior con la diferencia que sólo tiene una toma de tensión debido al divisor de tensión creado entre R2 y R3.

2.18 Multivibrador monoestable - C1 hace que conmute Q1 para cambiar la salida. - C1 se carga/descarga a través de R3

2.19 Ejemplos de aplicación - Estas son algunas aplicaciones para las que podemos usar el oscilador básico visto anteriormente. - El motivo por el cual estos circuitos oscilan es debido a la variación del valor de resistencia del sensor TH y R1 utilizado.

2.20 Ejemplos aplicación (2). Alarma - Adaptación del circuito oscilador de relajación básico. - Una vez conectado el circuito, S4 lo reinicia.

2.21 Detectores de temperatura - Estos dos circuitos comparten el sensor de temperatura. Sólo se diferencian en la pata del amplificador operacional en la cual la conectamos. - Hace un buen día.

2.22 Diversos detectores - LDR: si luz = R si luz = R  - PTC: si TEMP = R  si TEMP = R

2.23 Esquema interno de un DAC Vo = - (  Ii)*Ro Ii = bi * Vref / Ri i=0

2.24 Conmutador activado por voz

3.1 Clasificación actual

3.2 Clasificación actual (2) AMPLIFICADORES DE SEÑAL ( 100 MHz) Precision  Vi offset  500 V Low Noise  Vn  10 V/Hz Low Power  Iq  1 mA MicroPower  Iq  50 A Low Voltage  Vs  2.7 V Wide Bandwith  Ancho de banda  5 Mhz Low bias current  Ib < 100 A

3.3 Clasificación actual (3) AMPLIFICADORES DE ALTA VELOCIDAD ( 50MHz) Voltage Feedback Max Operating Supply > +15 V Max Operating Supply  +15 V Current Feedback DSL Drivers and Receivers Special Functions for High Speed Amplifiers

3.4 Clasificación actual (4) AMPLIFICADORES DE POTENCIA Power Amplifiers High Current High Voltage Audio Power Amplifiers Class AB Class D PWM Solenoid/Valve Drivers

3.5 Clasificación actual (5) AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN Difference Amplifiers Instrumentation Amplifiers Digitally Programmable Gain Amplifiers 4-20mA Current Loop Amplifiers

3.6 Clasificación actual (6) FUNCIONES ESPECIALES PARA AMPLIFICADORES Isolation Analog Amplifiers Voltage-Controlled Gain Amplifiers Switched Gain Amplifiers Transconductance Amplifiers

3.7 Clasificación actual (7) COMPARADORES General Purpose High Speed Low Voltage Low Power

4. Bibliografía LIBROS "110 proyectos con amplificadores operacionales integrados” "Unique IC Op-Amp Applications” "Designing with operational amplifiers” Catálogo de Texas