Manual de practicas dispositicos analogicos

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Tema:

Configuraciones básicas de los Amplificadores Operacionales

Objetivo de la práctica:

Construir y realizar mediciones de las configuraciones básicas en las siguientes configuraciones con amplificador operacional.

1) Inversor

2) No inversor

3) Seguidor de voltaje

4) Sumador

Introducción:

El término de amplificador operacional (operational amplifier) fue asignado alrededor de 1940 para designar una clase de amplificadores que permiten realizar una serie de operaciones como suma, resta, multiplicación, integración, diferenciación…, importantes dntro de la computación analógica de esa época. En 1968 se introdujo el famoso Amp Op 741 debido a que cuenta con una técnica de compensación interna muy relevante. (Ruiz R. G. 2001)

[pic 8]

Figura 3. Diagrama del amplificador operacional 741

Material y equipo:

1 Osciloscopio

1 Fuente de poder dual

1 Generador de funciones

1 Multímetro

1 Amp Op LM741

1 Resistencia de 1KΩ, ½ W

3 Resistencia de 10 KΩ, ½ W

1 Resistencia de 20 KΩ, ½ W

2 Potenciómetro de 5 KΩ

2 Potenciómetro de 10 KΩ

Procedimiento:

1. No Inversor

- Diseñe un amplificador inversor con ganancia de 10, polarizarlo adecuadamente.

- Conecte un Osciloscopio en la entrada del amplificador (CH1) y otro en la salida (CH2). También conecte un Multímetro a la salida de su amplificador (en paralelo con el CH2 del Osciloscopio).

- Con Vi=0 V energice su circuito y mida el voltaje de salida. V(CH2) y V(mult). Explique ¿con cuál aparato puede leer con mayor resolución?

[pic 9]

Figura 4. Diagrama del amplificador no inversor

El voltaje que ha leído anteriormente es el voltaje de “offset” y es el voltaje de salida del amplificador cuando en la entrada no hay señal (de “cd” y “ca”). Este voltaje es indeseable y debe ser lo más cercano a cero volts por lo que se puede reducir por medio de un potenciómetro colocando las terminales extremas entre las terminales 1 y 5 del amplificador operacional y la central a la fuente negativa.

- Si su voltaje de offset es mayor que 0.2 Vcd, primero apague sus fuentes de alimentación. Después coloque el potenciómetro de 10 KΩ a la mitad de su carrera y conéctelo al circuito entre los pines 1 y 5 y el central a V -. Energice y ajuste para el voltaje de salida más cercano a cero volts.

- Reporte cual es el voltaje de salida del amplificador para los siguientes valores del voltaje de entrada utilizando una fuente de CD variable.

Vi

Vo(osc)

Vo (multi)

0.1 Vcd

1 Vcd

2 Vcd

- Diseñe un amplificador no inversor (Figura 4) con ganancia 1000, polarícelo adecuadamente y aplique una señal senoidal de 5mV pico, con frecuencia de 8kHz. Compare las señales de entrada y salida. Anote sus observaciones. Explique lo que está sucediendo.

2. Inversor

- Construya el siguiente amplificador inversor con el LM741 y con una ganancia de 10.

[pic 10]

Figura 5. Diagrama del amplificador inversor

- Conecte un Osciloscopio en la entrada del amplificador (CH1) y otro en la salida (CH2). También conecte un Multímetro a la salida de su amplificador (en paralelo con el CH2 del Osciloscopio).

- Con Vi=0 V energice su circuito y mida el voltaje de salida. V(CH2) y V(mult). Explique ¿con cuál aparato puede leer con mayor resolución?

- Diseñar el amplificador inversor con ganancia de 100, polarizarlo adecuadamente y aplicarle una señal senoidal de 100mV pico, con frecuencia de 8KHz. Comparar la señal de salida con la entrada en el osciloscopio. Tome una imagen a ambas señales. Anote sus observaciones.

3. Seguidor de voltaje

- Diseñar el seguidor de voltaje. Aplicarle las mismas señales anteriores. Comparar la entrada con la salida. Tome una imagen a ambas señales. Anote sus observaciones.

- Al seguidor de voltaje aplicarle a la entrada un 1 Vcd, compararlo con la salida. Anote sus observaciones

- Al seguidor de voltaje aplique un voltaje de entrada de 16 Vcd, observe y explique lo que sucede.

4. Sumador

- Armar el circuito de la figura 6, polarizarlo adecuadamente y aplicarle una señal de entrada senoidal.

- 1Vpp 3.5KHz

- 3Vpp 20KHz

[pic 11]

figura 6. Amplificador sumador inversor con un seguidor de voltaje a la entrada.

El voltaje de salida para este circuito se puede obtener con la siguiente ecuación.

[pic 12]

(2)

- Medir simultáneamente en el osciloscopio la señal de entrada y salida. Anote sus observaciones. Escriba sus cálculos.

- Armar el circuito de a figura 7, polarizarlo y aplicar los voltajes de CD de entradas indicados en el esquema. Calcular y medir el voltaje de salida.

[pic 13]