Op.noinversor

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD PROFESIONAL TICOMÁN

SISTEMAS ELECTRONICOS DIGITALES

PRACTICA #2

AMPLIFICADOR OPERACIONAL NO INVERSOR

Elaborado por: Acosta Cervantes Kelly Sue Alejo Mendoza Pavel Ramírez Cruz Luis Ricardo Salgado Salgado Katia

Grupo:

6AV2

Fecha de entrega:

29/08/2017

Amplificador Operacional No Inversor Página 1



OBJETIVO: El objetivo de la práctica es estudiar las configuraciones de amplificadores operacionales no inversores utilizadas en aplicaciones prácticas. En el primer apartado de la práctica se da una breve introducción teórica sobre los amplificadores operacionales no inversores y tras esto se pasa a la realización de la práctica en sí. En ella se estudiará, usando los materiales enlistados a continuación, el comportamiento grafico del circuito propuesto por el profesor. Finalmente, se comparan los resultados teóricos, prácticos y simulados.

EQUIPO Y MATERIALES UTILIZADOS:  

Amplificador Operacional LM741DIP.  Resistencia 4.7 KΩ Watt. 

4



Resistencia 1 KΩ



Resistencia 10 KΩ Watt.

     

4

Watt.  4

Alambre para protoboard. Protoboard. Pinzas de corte. Caimanes. Osciloscopio. Fuente de alimentación de 12V y 1Hz

INTRODUCCION TEORICA: Un amplificador operacional se diseña para ejecutar algunas operaciones matemáticas cuando componentes externos, como resistores y capacitores están conectados a sus terminales. Así: Un amplificador operacional es un elemento de circuitos activo diseñado para realizar operaciones matemáticas, de suma, resta, multiplicación, división, diferenciación e integración.

El amplificador operacional es un dispositivo electrónico que consta de un complejo sistema de resistores, transistores, capacitores y diodos.




AMPLIFICADOR OPERACIONAL

El amplificador operacional (AO), es un amplificador que posee, dos entradas activas referidas a masa (entrada diferencial); la entrada inversora (-), y la no inversora (+). Tiene una salida y se alimenta con tensión simétrica (dos fuentes de tensión).

Las características del A.O. ideal son: - Ganancia de tensión en lazo abierto (A0) infinita. - Impedancia de entrada (Z e) infinita. - Impedancia de salida (Z s) cero. El A.O. es un dispositivo amplificador cuyas características de funcionamiento se aproximan a las de un amplificador ideal: ganancia infinita, salida nula en ausencia de la señal de entrada, impedancia de entrada infinita, impedancia de salida cero, ancho de banda infinito y tiempo de subida nulo. Las características de un A.O. real difieren de las propias de un A.O. ideal. No obstante, un A.O. típico está caracterizado por las siguientes propiedades sustancialmente aceptables: elevada ganancia en tensión, alta impedancia de entrada, ancho de banda amplio (partiendo desde c.c.), baja tensión de offset, mínima distorsión, nivel de ruido reducido, etc.




AMPLIFICADOR OPERACIONAL NO INVERSOR.

Esta configuración permite aumentar el nivel del voltaje en una señal de entrada de tal forma que la señal que entra en la pata no inversora sale amplificada del dispositivo. Pero, ¿cómo sucede esto? Hagamos un análisis sencillo… Si el voltaje en las terminales inversora y no inversora es el mismo, entonces podemos suponer que el voltaje entre R1 y R2 es el mismo que el voltaje de entrada.




Según la Ley de Ohm la corriente es igual al voltaje entre la resistencia. La Ley de Las Corrientes de Kirchhoff establece que la corriente que entra a un nodo es la misma corriente que sale del mismo. Basados en estos dos conceptos, podemos analizar las corrientes que entran al Nodo a analizar que es el que se forma entre las resistencias R1 y R2.

La corriente que entra al nodo es resultado de dividir volta je entre resistencia, donde el voltaje será la diferencia entre voltaje de salida y voltaje de entrada. Se supone que la corriente va del mayor potencial al menor potencial y se asume que el voltaje de salida es mayor que el de entrada. De ahí se asume el sentido de las corrientes.




Luego la corriente de salida será igual al voltaje de entrada menos el voltaje en tierra (0 voltios) entre la resistencia. Si reducimos la expresión obtendremos la siguiente ecuación:




DESARROLLO:

1.Desarrollamos el circuito señalado por el profesor en el protoboard, el cual fue el siguiente:

2.Conectamos en el osciloscopio y fuente de alimentación el circuito ensamblado en el protoboard. 3.Observamos la señal trasmitida en el osciloscopio. 4.Deduciomos el tipo de señal transmitida. 5.El circuito ensamblado lo simulamos en el programa NI MULTISIM. 6.Comparamos los resultados teóricos y analógicos.




CÁLCULO TEÓRICO: Vsal=Vent (1+

2

)



donde: R2=10KΩ y R1= 1KΩ Vsal=18.6 y Vent=1.72 18.6 =1.72 (1+

 

)

18.6 =18.9

CÁLCULO PRÁCTICO:




Con base en lo observado, se obtuvo:

Datos

Formula

CH2= 8.6V

2

CH1= 0.8V

8.6



.8

=  = 10.75

Resultado: No amplifica la señal




CÁLCULO SIMULADO EN MULTISIM:

COMPARACIÓN DE RESULTADOS:

Amplificación de voltaje de salida Teórico

Práctico

18.9

18.6

Simulación




APLICACIONES DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL NO INVERSOR DENTRO DE LA INDUSTRIA AERONÁUTICA.

Como su nombre lo dice, un amplificador operacional es un dispositivo capaz de aumentar cualquier tipo de señal, sea de voltaje o de corriente, tanto de corriente alterna como de corriente directa. Esta capacidad brinda al amplificador operacional la función de comparador, cuya condición a cumplir para utilizarlo es que el voltaje entre la entrada inversora y no inversora debe ser cero. Gracias a esta función los amplificadores operacionales no inversores son utilizados en los comparadores que conforman los conversores de a Análogo a Digital. A continuación, se presenta una lista de los sistemas típicos electrónicos digitales en aeronaves que utilizan precisamente esta función para su operación.         

ACARS (AIRCRAFT COMMUNICATION ADDRESSING AND REPORTING SYSTEM). EIS (ELECTRONIC INSTRUMENTS SYSTEM). ECAM (ELECTRONIC CENTRALIZED AIRCRAFT MONITORING). EICAS (ELECTRONIC FLIGHT INSTRUMENTS SYSTEM). FBW (FLY BY WIRE). FMS (FLIGHT MANAGEMENT SYSTEM). GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM). IRS (INTERNAL REFERENCE SYSTEM). TCAS (TRAFFIC ALERT AND COLLISION AVOIDANCE SYSTEM)




CONCLUSIONES: Al realizar una comparativa de los resultados obtenidos mediante los métodos teórico y práctico, se observa claramente que los resultados teóricos fueron muy cercanos a los arrojados en la práctica dentro del laboratorio, tuvimos una variación mínima de +0.125 mV en el laboratorio y esto se puede dar debido al factor de error que existe con las resistencias que no son al 100% exactas entre otros parámetros de su fabricación. Respecto al simulado mediante el software NI MULTISUM, se obtuvo un valor aún más cerrado y con una variación menor respecto al A.O. en físico, cuya magnitud es de un +/- 0.041 mV. La función principal de este dispositivo se ha cumplido con una amplificación e inversión de la señal; independientemente de las pequeñas variaciones observadas, las cuales pueden ser despreciadas. Por tanto, podemos concluir que la práctica fue realizada satisfactoriamente y arrojó los valores esperados.

REFERENCIAS: 

García González A. (2013). Amplificadores Operacionales y su uso en la electrónica . Panamahitek. http://panamahitek.com/amplificadores-operacionales-y-su-uso-en-laelectronica/ https://es.scribd.com/doc/65352677/Capitulo-05-AmplificadoresOperacionales http://www.seguridadaerea.gob.es/media/3785435/modulo05_cap15. pdf\ “

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