Amplificador Operacional
Enviado por perikiaje • 28 de Septiembre de 2014 • 1.395 Palabras (6 Páginas) • 312 Visitas
Introducción:
En esta investigación se hablara acerca del acondicionamiento de señales con amplificadores operacionales en los cuales la señal de salida del sensor de un sistema de medición en general se debe procesar de una forma adecuada para la siguiente etapa de la operación. La señal puede ser, por ejemplo, demasiado pequeña, y sería necesario amplificarla para eso es que se explicara cómo funciona el amplificador operacional que nos dice que es un amplificador de alta ganancia de cd, en general de 100 000 o más, y está disponible como circuito integrado en chips de silicio. Tiene dos entradas: entrada inversora (—) y entrada no inversora (+). La salida depende de cómo se hagan las conexiones de estas entradas. Además de las anteriores, el amplificador operacional tiene otras entradas: una alimentación de voltaje negativo, una alimentación de voltaje positivo y dos entradas conocidas como nulo del voltaje de desvío, cuyo propósito es activar las correcciones que se deben hacer por el comportamiento no ideal del amplificador.
A continuación se presentara el funcionamiento de lo ya mencionado con el objetivo de que el lector pueda identificar que es un amplificador operacional y como es su funcionamiento para el cual también se mencionan como es que se resuelven los diferentes cálculos para el amplificador ya que se establecen fórmulas que son implementadas para resolver los problemas.
Acondicionadores de Señal con amplificadores operacionales.
Es utilizado en los sensores generadores que tienen unas características muy exigentes para las etapas de acondicionamiento que les suceden. Así las señales de estos sensores suelen ser continuas o de muy baja frecuencia, y los amplificadores de continua presentan el problema de la tensión de desequilibrio (offset), las corrientes de polarización y desequilibrio y las derivas de todas ellas, principalmente con el tiempo y la temperatura.
En otros casos se tiene que la señal a acondicionar es muy débil, pero procede de un sensor con alta impedancia de salida, con lo que se hace necesario utilizar estructuras de amplificación diferentes de la convencional.
En un amplificador operacional (AO) real la tensión de salida no es nula cuando lo son las de entrada, y es preciso someter a las entradas a una determinada diferencia de tensión (tensión de offset Vos) para anular la tensión de salida. También se tiene que las corrientes de entrada no son nulas y además son diferentes, lo que se denomina corriente de desequilibrio. Además de todo ello se producen desequilibrios con el tiempo y con la temperatura principalmente. En la figura se muestra el efecto de los desequilibrios en un amplificador inversor.
La tensión de salida viene dada por:
La resistencia R3 no es necesaria, pero si se elige
R3 = R1R2, entonces la expresión anterior queda:
Por tanto, aparece un término debido a la tensión de offset y otro debido a la corriente de desequilibrio.
La mayoría de los AO comerciales cuentan con entradas que permiten corregir la tensión inicial de desequilibrio, pero no siempre ésta es la mejor solución ya que este ajuste interacciona con las corrientes de polarización y su desequilibrio, y con la deriva térmica de la tensión de desequilibrio. Si no se desea esta interacción lo mejor es sumar una tensión externa de compensación al terminal de referencia y aparear la resistencia de entrada. En la figura se muestran algunos de estos circuitos y los valores a elegir para las resistencias.
El ajuste de la tensión de salida a cero hay que realizarlo cuando el circuito ha alcanzado la temperatura de régimen permanente. Además, las fuentes de tensión que alimentan el potenciómetro de ajuste deben ser muy estables, al igual que las que alimentan al operacional. Una fluctuación de magnitud DVS en una línea de alimentación, produce una tensión de desequilibrio equivalente a la entrada de valor:
Existen muchos sensores en los que las señales de salida son muy débiles. En estos casos, suelen tratarse de fuentes de tensión o corriente con impedancias de salida altas. En dichos casos se requiere de un sistema
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