EL A.O. COMO AMPLIFICADOR INVERSOR Y NO INVERSOR

OBJETIVOS:

Conocimiento por parte del alumno de los montajes inversores y no inversores con amplificador operacional a distintas ganancias en C.C. y en C.A.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Los amplificadores operacionales son dispositivos linales de alta ganancia, diseñados para ser usados con componentes externos a fin de proporcionar la función de transferencia deseada. Su respuesta de frecuencia, cambio en la señal de fase, ganancia y características de transferencia son determinados normalmente mediante realimentación externa.

Un amplificador operacional ideal debería suministrar una tensión lineal de salida, proporcionar a la diferencia de tensión entre los dos terminales de entrada

Vo = (V1 – V2) Ad; la salida tiene la misma polaridad que la tensión en la entrada no inversora.

Asimismo, un A.O, ideal debe tener la características siguientes:

• Ganancia diferencial: infinita
• Ganancia en modo común: 0.
• Resistencia de entrada: infinita
• Resistencia de salida : 0.
• Ancho de banda : infinito.

Estas características teóricas no son en absoluto iguales que en la práctica.

Las características reales del amplificador operacional m A 741:

Ad = Ganancia de tensión en bucle abierto 100dB

Zi = Impedancia de entrada 1 MW

Zo = Impedancia de salida 150W

Ib = Corriente de polarización de entrada 200nA

Vs(max) = Tensión máxima de alimentación +18V

Vi(max) = Tensión máxima de entrada +13V

V mínima de alimentación = +3V

Vo(max) = Tensión máxima de salida +14V

Voffset = Tensión de descentrado 2mV

CMRR = Factor de rechazo común 90 dB

Ft = Frecuencia de transición 1MHz

Amplificador de tensión inversor: En el amplificador inversor, la tensión de salida está en oposición de fase con la de entrada.

Amplificador de tension no inversor: En este caso, la tensión de salida se encuentra en fase con la de entrada.

MATERIALES NECESARIOS:

• Circuito integrado m A 741
• Varias resistencias
• Varios potenciómetros
• Fuente de alimentación simétrica de + 15V
• Osciloscopio, polímetro digital, generador B.F., etc.

PRACTICAS PROPUESTAS:

1.- Calcular los componentes necesarios para hacer trabajar al A.O. en el caso A para las ganancias especificadas. Realizar una tabla de valores.

A) Amplificador INVERSOR Av = 1,10,100 y 100 (contínua)

2.- Comprobar el factor de amplificación para las diferentes señales ( variar la tensión contínua de entrada). Realizar una tabla.

3.- Comprobar que Ze @ Re1. Completar la tabla.

4.- Comprobar que Ie = Ir en valor absoluto. Completar la tabla.

B) Amplificador INVERSOR Av = 5, 50 y 500 (alterna)

6.-Comprobar que Ze @ Re1. Realizar la tabla.

7.- Comprobar que Ie = Ir en valor absoluto. Realizar la tabla

8.-Obtener una curva de respuesta en frecuencia en las ganancias 50 y 500. Margen de frecuencias entre 20 Hz y 200 KHz. Primeramente sin carga y posteriormente con una carga de 1KW . Completar las tablas.

Av = 500

Av = 50

NO INVERSOR

9.- Calcular el circuito NO INVERSOR para trabajar en el caso C.

C) Amplificador NO INV. Av = 1, 10, 100 y 1000 (contínua)

10.- Comprobar el factor de amplificación.

11.- Medir Zs para Av = 1

12.- Comprobar que Ie = Ir en Av = 1, 10, 100 y 100

13.-Calcular el circuito NO INVERSOR para el caso D.

D) Amplificador NO INV. Av = 5, 50 y 500 (alterna)

14.- Obtener la curva de respuesta de frecuencia con carga y sin ella. Los márgenes de frecuencia y ganancia indicados en el punto 8.

Av = 50

Av = 500

CONCLUSIONES:

Antes de montar el amplificador operacional hay que tener en cuenta que hay una tensión offset a la salida y a ello conlleva a errores de medida. Para ello se pone un potenciómetro; el cursor del potenciómetro a la patilla cuatro y las dos patillas que quedan del potenciometro a las patillas uno y cino.