Ingeniería Electrónica Amplificadores Operacionales

Instituto Tecnológico de Durango[pic 1][pic 2]

Departamento de Ingenierías Eléctrica y Electrónica

Semestre Agosto 2022 – Diciembre 2022

Ingeniería Electrónica

Amplificadores Operacionales

Reporte de práctica #1

[pic 3]

Realizado por:

Guevara Domínguez José Fernando

Alberto aguirre Esquivel

Brayan Sánchez Gámez

No. Control: 19040855, 19040836, 19040875

Docente

• Ing. Vanegas Rentería Juan

Fecha de entrega: 06/09/2022

Objetivo

Elaborar físicamente con un amplificador operacional un detector cruce por cero, un detector de nivel inversor y no inversor.

Marco teórico

Un amplificador operacional es un dispositivo de amplificación electrónico acoplado a CC de alta ganancia con dos entradas y una salida. En esta configuración, la salida del dispositivo suele ser 100.000 veces mayor que la diferencia de potencial entre las entradas.

La alta ganancia le permite al amplificador operacional tener varias aplicaciones en electrónica. Las dos utilizadas en esta práctica son los detectores de nivel y los detectores de cruce por cero. Pero, primeramente, veamos su estructura básica, así como el principio de un amplificador operacional en lazo abierto (sin retroalimentación).

Tal como muestra la figura 1.1, las entradas ( y ) son llamadas “Entrada no inversora” (+) y “Entrada inversora” (-) respectivamente, y cuenta con una salida (). [pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7]

Figura 1.1.- Diagrama de un Amplificador operacional

Cuando el amplificador trabaja como comparador, este buscará una pequeña diferencia entre las tensiones de entrada  y  y dará como resultado una salida que se aproxima al valor de la tensión de alimentación. Esta es una situación llamada saturación del amplificador. Debido a que la alimentación es dual, es decir, tenemos un voltaje positivo y otro negativo, existen dos tipos de saturación.[pic 8][pic 9]

1. Saturación positiva
2. Saturación Negativa

Se cual sea la configuración en la que se esté utilizando un amplificador operacional en lazo abierto, la salida siempre se encontrará en alguno de estos dos estados.

Ahora bien, como ya dijimos, en esta practica utilizaremos al amplificador operacional como comparador, el cual se conecta de la siguiente manera.

[pic 10][pic 11]

                                 a)                                                                  b)

Figura 1.2.- Diagramas esquemáticos de detectores de cruce por cero: a) No inversor, b) Inversor

Para la figura 1.2a y la figura 1.2b, podemos ver un amp op en configuración de detector de cruce por cero no inversor e inversor respectivamente. Al estar comparando el voltaje de  contra el voltaje , siendo este ultimo de valor cero hace que el comparador indique cuando la señal de entrada cruce por el punto donde la señal es cero. Lo cual nos genera una señal de salida de la siguiente forma.[pic 12][pic 13]

[pic 14][pic 15]

    a)                                                                    b)

Figura 1.3.- Gráficas de respuesta de un detector de cruce por cero: a) No inversor, b) Inversor

Después, tenemos el detector de nivel, esta configuración sigue siendo un comparador bastante similar a los dos anteriores, la diferencia se encuentra en el voltaje de referencia. Este voltaje es colocado a un valor que permite establecer un valor mínimo que requiere alcanzar la señal para que el amplificador se vaya a saturación (ya sea positiva o negativa). La siguiente figura muestra el diagrama esquemático básico para un detector de nivel no inversor e inversor.

...