Electrónica analógica: Conceptos generales de amplificación

Presentación del tema: "Electrónica analógica: Conceptos generales de amplificación"— Transcripción de la presentación:

1 Electrónica analógica: Conceptos generales de amplificación
Introducción El amplificador operacional ideal El amplificador operacional con realimentación negativa Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales Características del amplificador operacional real El amplificador operacional con realimentación positiva Aplicaciones no lineales de los amplificadores operacionales

2 Impedancia de entrada infinita:
Introducción El amplificador ideal de voltaje iE = 0 iS A VE VS VS = A·VE Impedancia de entrada infinita: iE = 0 El amplificador diferencial de voltaje Ad VS = Ad · (V1 – V2) V1 VS V2 + -

3 ↓  El amplificador operacional ideal - - Ad
El amplificador diferencial de voltaje i1 = 0 i2 = 0 + - + - V1 Ad VS ↓  V2 Amplificador operacional ideal ¿Para qué sirve un amplificador que para cualquier entrada no nula tiene salida infinita?

4 El amplificador operacional con realimentación negativa
Sistema realimentado: VS = VE · A 1 + A · b A b - VE VS A →  VS = VE · 1 b VR + - Amplificador operacional realimentado: VS VE VR R1 R2 VS = VE · R2 R1 + R2 b = R2 R1 + R2

5  Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales -
Amplificador de ganancia positiva: V+ V- VE + VS - R1 VS = VE · R2 R1 + R2 = VE · ( ) R1 R2 Se cumple la relación: V+ = V- Siempre que hay realimentación negativa, el voltaje de salida sube o baja hasta igualar estas dos voltajes. VS = Ad · (V+ - V-) Valor finito  CERO

6 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Amplificador de ganancia positiva: V+ V- VE + VS - La ganancia se puede calcular empleando la relación V+ = V- R1 R2 V+ = VE V+ = V- VS = VE · R2 R1 + R2 VE = VS · R2 R1 + R2 V- = VS · R2 R1 + R2

7 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Amplificador de ganancia negativa: i R1 i = VE - VS R1 + R2 R2 V- VE - VS V+ V- = VS + i · R2 + V- = VS + R1 · VE - VS R1 + R2 R2 R1 + R2 V- = VS · + VE · R1 V+ = V- VS = VE · -R1 R2 V+ = 0

8 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Sumador inversor: i2 i1 iA R1 RA iA = i1 + i2 V1 V+ = V- R2 V- V2 - V- = 0 VS V+ + VS = - iA · RA i1 = V1 R1 i2 = V2 R2 VS = -RA · ( ) V1 R1 V2 R2

9 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Sumador no inversor: V- = VS · RA RA + RB RB RA V+ = V1 R1 V2 R2 + 1 R3 V- - VS V+ + R1 V1 R2 V+ = V- V2 VS = RA RA + RB V1 R1 V2 R2 + 1 R3 R3

10 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Amplificador diferencial (restador): V+ = V1 · R2 R1 + R2 R2 V- = V2 R1 VS R2 + 1 R1 V- V2 - R1 VS V+ V1 + R2 V- = V2·R2 + VS·R1 R1 + R2 VS = R2 R1 · (V1 – V2) V+ = V-

11 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Conversor I-V: i R i V- - VS V+ + V+ = V- VS = -R · i V- = 0

12 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Conversor V-I: V+ = V- iA R2 iA = V- R1 iA R1 v V- - iE = VE – V+ R1 R1 V+ VE + iE iS = iE + iA iS R2 iS = VE – V+ R1 + V- RS iS = VE R1 La corriente de salida no depende de RS

13 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Seguidor de emisor: V- - VS = VE VS V+ = V- V+ VE + Este circuito se emplea para adaptar impedancias Equipo de medida señal muy débil (corriente máxima 50A) VS + - iE = 0

14 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Integrador: VC i = VE R i C R V- VE - VS V+ + VS = -VC

15 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Integrador: C R V- VE - VS V+ + La integral de un voltaje constante es una rampa que tiende a infinito. En un circuito práctico es imposible evitar que exista una cierta componente de continua en las señales que maneja el operacional. Por lo que se suele añadir una resistencia de valor elevado en paralelo con el condensador.

16 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Rectificador de precisión: En ocasiones puede ser necesario rectificar una señal de baja amplitud. + ideal 0,6V VS D R VE VE + 1V Con un diodo no se pueden rectificar señales de baja amplitud. Es necesario emplear un rectificador de precisión.

17 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Rectificador de precisión: R2 D1 R1 VE - VS + D2 En función del signo del voltaje de entrada conduce D1 o D2: Si VE > 0 conduce D2 y D1 está en bloqueo Si VE < 0 conduce D1 y D2 está en bloqueo

18 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Rectificador de precisión: i R2 i = VE R1 VE > 0 D1 i VS = - i · R2 i R1 VD1 VE - 0,6V VS = VE · -R2 R1 D2 VS i + VD1 = 0,6 - VS Comprobamos el estado de los diodos D1 y D2: D2 conduce la corriente i D1 está en bloqueo VD1 > 0

19 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Rectificador de precisión: R2 i’ = -VE R1 VE < 0 i’ 0,6V D1 VS = 0 i’ R1 VE - D2 VS + VD2 VD2 = 0,6 VD2 > 0 Comprobamos el estado de los diodos D1 y D2: D1 conduce la corriente i’ D2 está en bloqueo

20 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Rectificador de precisión: R2 D1 R1 VE - VS + D2 VE Conclusión: Si VE > 0 se cumple: 1V VS = VE · -R2 R1 Si VE < 0 se cumple: VS = 0

21 Aplicaciones lineales de los amplificadores operacionales
Rectificador de precisión: R2 D1 R1 VE - VS + D2 VE Cambiando la orientación de ambos diodos: Si VE > 0 se cumple: 1V VS = 0 VS = VE · -R2 R1 Si VE < 0 se cumple: