Amplificador inversor

Circuitos Integrados Lineales: Pra´ctica No. 1 Configuraciones ba´sicas del Amplificador Operacional (OpAmp): Seguidor, Amplificador Inversor y Amplificador No-inversor

Universidad de Guanajuato - Campus Salamanca[pic 1]

  Oscar G Ibarra-Manzano, ScD [ ibarrao@ugto.mx ]  6 de febrero de 2020

Introduccio´n:

Los amplificadores operacionales (conocidos como OpAmp) representan una de las opciones ma´s comunes del disen˜o analo´gico, esto en gran parte a su facilidad de disen˜o  y  aplicacio´n,  caracter´ısticas  que  los  situ´an  des- de los amplificadores de sen˜al hasta la instrumentacio´n de  complejos  filtros  analo´gicos.  En  general,  se  define el comportamiento de un circuito basado en un OpAmp de acuerdo a los componentes que son interconectados entre sus terminales, dentro de las configuraciones ma´s semples, son las que corresponden a los amplificadores:

inversor, no-inversor y seguidor, los cuales involucran solamente dos componentes externos (resistores) inter- conectados para configurar cualquiera de los dos prime- ros  amplificadores;  y  solo  una  pequen˜a  interconexio´n, para obtener un amplificador seguidor, comu´nmente lla- mado reforzador o buffer. En esta pra´ctica, se desarro- llara´n  esta´s  tres  configuraciones  ba´sicas  reportando  su comportamiento tanto para sen˜ales de DC como de AC.

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Material:

Amplificador Operacional cua´druple TL084 Resistores: 1kΩ, 2.2kΩ, 10kΩ[pic 3][pic 4]

Plantilla de experimentos[pic 5]

Equipo:

Fuente de voltaje dual Osciloscopio digital Generador de funciones[pic 6][pic 7][pic 8]

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Desarrollo:

1. Fuente dual. Los OpAmp son dispositivos acti- vos que requieren ser alimentados a trave´s de una fuente de voltaje que les proporcione la energ´ıa ne- cesaria para polarizar los componentes activos que

los integran, por esta razo´n, es necesario configurar una fuente dual que proporcione 10V respecto al punto de referencia (GND=0V). La alimentacio´n negativa se necesita para el amplificador inversor.[pic 10]

1. Configuracio´n de un OpAmp no utilizado. Es importante saber, que cuando no se esta´ utili- zando un OpAmp del circuito integrado, es necesa- rio configurarlo como seguidor con su entrada co- nectada a tierra. Lo anterior, para eliminar posibles

5. Configuracio´n  no-inversora.  Esta  configura- cio´n no presenta inversio´n de fase y se aplica para amplificadores con una ganancia mayor a la uni- dad. La configuracio´n es mostrada en la Figura 3.

fuentes de ruido al dejar un amplificador con una impedancia de entrada y una ganancia muy eleva- das. Esta configuracio´n, se muestra en la Figura 1.

H(s) = 1 + R2

R1

R2

(5)

vout[pic 11][pic 12]

Figura 1: Configuracio´n de un OpAmp no utilizado.

1. Ganancia de un amplificador expresada  en dB (Decibelios). La respuesta en frecuencia H(s) de un amplificador es expresado en dB como una funcio´n de la frecuencia y la cual es graficada en una escala semi-logar´ıtmica. De esta forma, la funcio´n de transferencia puede ser expresada co- mo:

|H(s)|dB        =    20 log10 |H(s)|        (1)

=   20 log10 |H(ω)|        (2)

=   20 log10 |H(2πf )|        (3)

1. Configuracio´n  inversora.  La  Figura  2  mues- tra la configuracio´n inversora para un amplificador operacional, su funcio´n de transferencia esta´ dada por:

Figura 3: Configuracio´n del amplificador no inversor.

6. Configuracio´n  seguidora.  Esta  configuracio´n conocida como reforzador o buffer, presenta una impedancia muy alta, que la entrada de la sen˜al se presenta en la terminal no inversora del OpAmp, por lo que se considera que es un acoplador de im- pedancia ideal. La funcio´n de transferencia es uni- taria y su configuracio´n se muestra en la figura 4.

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