{"id":213,"date":"2010-11-09T20:41:56","date_gmt":"2010-11-09T19:41:56","guid":{"rendered":"http:\/\/electronicapractica.crearblog.com\/?p=213"},"modified":"2021-01-31T20:37:50","modified_gmt":"2021-01-31T19:37:50","slug":"el-amplificador-operacional","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/el-amplificador-operacional","title":{"rendered":"El Amplificador Operacional"},"content":{"rendered":"

INTRODUCCI\u00d3N.<\/span><\/h3>\n

Los amplificadores operacionales son, dispositivos compactos activos y lineales de alta ganancia, dise\u00f1ados para proporcionar la funci\u00f3n de transferencia deseada. Un amplificador operacional (A.O.) est\u00e1 compuesto por un circuito electr\u00f3nico que tiene dos entradas y una salida, como se describe mas adelante. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): Vout = G\u00b7(V+ – V-).<\/p>\n

Estos dispositivos se caracterizan por ser construidos en sus componentes m\u00e1s gen\u00e9ricos, dispuestos de modo que en cada momento se puede acceder a los puntos digamos \u00abvitales\u00bb en donde se conectan los componentes externos cuya funci\u00f3n es la de permitir al usuario modificar la respuesta y transferencia del dispositivo.<\/p>\n

EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL<\/span><\/h3>\n

\"diferencial\"<\/a>Un amplificador operacional (A.O. tambi\u00e9n op-amp), es un amplificador de alta ganancia directamente acoplado, que en general 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 por que su respuesta en: frecuencia, cambio de fase y alta ganancia que se determina por la realimentaci\u00f3n introducida externamente. Por su concepci\u00f3n, presenta una alta impedancia (Z) de entrada y muy baja de salida. Este es el s\u00edmbolo:<\/p>\n

\"amplificador<\/a><\/p>\n

En la figura, se observan dos patillas de alimentaci\u00f3n bipolar (+Vs y -Vs), una entrada no inversora (+V), una entrada inversora (-V) y una de salida (Vout<\/sub>), algunos como el LM386, disponen de una patilla de bypass. El amplificador s\u00f3lo responde a la diferencia de tensi\u00f3n entre los dos terminales de entrada, no a su potencial com\u00fan. Es decir, la misi\u00f3n del A.O: es amplificar la diferencia de tensi\u00f3n entre las dos se\u00f1ales de entrada, respecto de masa. Es decir, el mismo resultado obtendremos aplicando una entrada de 1mV en +Vin y 1,001mV en la entrada -Vin, que aplicando 6V en +Vin y 6.001V en -Vin ya que:<\/p>\n

1 – 1,001 = 6 – 6,001 = 0,001<\/span><\/p>\n

1 – AV<\/sub> infinita ==> V+ = V- ==> Principio de TIERRA VIRTUAL<\/strong>.
\n2 – Rin (Zi) – Infinita (t\u00edpico algunos MW<\/span>) ==> I+ = I- = 0.
\n3 – Rout (Zo)\u00a0 nula (entre 100 y 200W<\/span>) ==> fuente de tensi\u00f3n ideal.
\n4 – Amplificador de AC y DC.
\n5 – Ancho de banda infinito.<\/p>\n

Ganancia en lazo abierto.<\/span><\/h3>\n

\"\"<\/a>Cuando se aplica una se\u00f1al a la entrada, la ganancia es el cociente entre la tensi\u00f3n de salida Vs y la de entrada Ve que tiene el amplificador operacional cuando no existe ning\u00fan lazo de realimentaci\u00f3n entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el diagrama.<\/p>\n

La ganancia del amplificador en lazo abierto est\u00e1 dada por la siguiente f\u00f3rmula:<\/p>\n

AV<\/sub> = Vs \/ Ve<\/p>\n\n\n\n
<\/td>\nDonde:
\nAV<\/sub> = ganancia de tensi\u00f3n
\nVs = tensi\u00f3n de salida
\nVe = tensi\u00f3n de entrada<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Sin embargo, cuando el operacional es real, su ganancia est\u00e1 entre 20,000 y 200,000 (en el amplificador operacional 741C). Este tipo de configuraci\u00f3n se utiliza en comparadores, donde lo que se desea es, saber cual de las dos entradas tiene mayor tensi\u00f3n, de ah\u00ed su nombre, amplificador diferencial. La se\u00f1al de salida Vs del amplificador diferencial ideal deber\u00eda ser:<\/p>\n

Vs = Av (V1 – V2).<\/p>\n

En la realidad, no es as\u00ed ya que la salida depende de la tensi\u00f3n diferencial (Vd) y del nivel medio llamado se\u00f1al en modo com\u00fan (Vc), o sea:<\/p>\n

Vd = V1 -V2; \u00a0 \u00a0y \u00a0 \u00a0 Vc = 1\/2 (V1 + V2).<\/p>\n

Ganancia en lazo cerrado.<\/span><\/h3>\n

Como decimos los amplificadores operacionales pr\u00e1cticos tienen ganancia de tensi\u00f3n muy alta (t\u00edpicamente 105<\/sup>), sin embargo esta ganancia var\u00eda con la frecuencia. La forma de compensar esto es, controlar la ganancia de tensi\u00f3n que tiene el amplificador operacional, utilizando elementos externos para realimentar una parte de se\u00f1al de la salida a la entrada, que har\u00e1 que el circuito sea mucho m\u00e1s estable.<\/p>\n

\"\"<\/a>Con la realimentaci\u00f3n, la ganancia de lazo cerrado, depende de los elementos empleados en la realimentaci\u00f3n y no de la ganancia b\u00e1sica de tensi\u00f3n del amplificador operacional, por lo que, para modifica la ganancia modificaremos los valores de R1<\/sub> y R2<\/sub>.<\/p>\n

Como veremos a continuaci\u00f3n, los circuitos con amplificadores operacionales, resistencias y condensadores, los podemos configurar para obtener diversas operaciones anal\u00f3gicas como sumas, restas, comparar, integrar, filtrar y por supuesto amplificar.<\/p>\n

La ganancia se obtiene por la siguiente f\u00f3rmula: AV<\/sub>= – Vo<\/sub> \/ Vin<\/sub>. El sigo negativo indica que la se\u00f1al en la salida ser\u00e1 la opuesta a la entrada (se confirma que una se\u00f1al positiva aplicada a la entrada produce una tensi\u00f3n negativa a la salida y viceversa).<\/p>\n

CONFIGURACIONES B\u00c1SICAS DEL A.O.<\/span><\/h3>\n

Presentaremos, muy por encima, los modos b\u00e1sicos de configuraci\u00f3n de un A.O. como: amplificador inversor, amplificador no inversor, amplificador diferencial, derivador, integrador y sumador. El criterio para analizar los circuitos es:<\/p>\n