EXPERIMENTO Nº 5
EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
OBJETIVO:
Estudiar Estudiar y aplicar aplicar las característica característica de los amplificadores amplificadores operacionales operacionales integrados integrados en circuitos basicos. MATERIAL Y EQUIPO:
-
Osciloscopio Generador de audio Fuente de alimentación doble Multimetro 1 Opamp 741 4 re resistencias 1! 1!"# $ % 1&!"# 1& 1&&!" $ condensadores &.&1uF# &.&$uF 1 'otenciometro de 1&! 1 diodo 1(414) *ablero de cone%ión +licate de punta
PROCEDIMIENTO: 1. Arme Arme el crc! crc!"# "# $e $e l% F&!r% F&!r%.. 5'1 5'1
Fig, 5-1
$. V%re el (#"e)c#me"r# *%+"% ,!e l% +%l$% +e% cer# c#) V - . V%r%r l!e&# "#$# el (#"e)c#me"r# / e)c#)"r%r l#+ 0%l#re+ e"rem#+ $e V# c!%)$# el c!r+#+ 0%r% e) "#$# +! r%)&#. ,oma% .) , ,omin &.1 ,
/ el potenciometro proporciona la corriente OFF0E*-(223 OFF0E*-(223 etorne el cursor a la posición 5ue permite 5ue ,o &.
2. Te)e)$# e)e)$# c!$%$# c!$%$# $e c#)ec"%r c#)ec"%r e) 3#rm% c#rrec" c#rrec"% % l%+ 3!e)"e+ 3!e)"e+ DC 4*%&% 0er3c% 0er3c%rr (#r el (r#3e+#r / c#) V - 6 m$% l%+ "e)+#)e+ e) "#$#+ l#+ "erm)%le+ $el #(er%c#)%l: Term)%le+ Te rm)%le+ $el $ el O(er%c#)%l 1 1$
7 1$
2 1$
8 1$
5 1&.&
9 1&.&
1$
; 1$
4. A(l,!e c#m# V !)% +e<%l +e)#$%l $e 1=>? $e 1V(( / @#+er0e l% +%l$%6 % 3) $e $e"erm)%r l% &%)%)c% $el %m(l3c%$#r. ,i 1 ,pp ,o 1& , +6 & Re"re re m#me m#me)" )") )e% e%me) me)"e "e l% re+ re++" +"e) e)c c% % $e 1= 1= / #@+e #@+er0 r0ee V#. P%r% P%r% . Re" %+e& %+e&!r !r%r+ %r+ee $e +! c#)c c#)cl! l!+ +) )66 0%r 0%ree l% 3rec 3rec!e) !e)c c% % / %m(l %m(l"! "!$ $ $e V (%r% (%r% #@+er0%rel e3ec"#. C#l#,!e )!e0%me)"e l% re++"e)c%.
,o .) ,
9. V%re re l% 3rec! rec!e) e)c c% % $el $el &e)e &e)er% r%$# $#rr m%)" m%)"ee)e) )e)$# $# V c#) c#)+"%) +"%)""e % 3) 3) $e $e"erm)%r l% re+(!e+"% $e 3rec!e)c% $el %m(l3c%$#r. O@+er0e l% $+"#r+#) (r#$!c$% (#r el 3e)me)# $el +le'r%"e.
F4>? V#
5 1&,
1 1&,
5 1&,
1= 1&,
5= 1&,
1= 1&,
5= 1&,
1= 1&,
7= 1&,
5= 1&,
7. CIRCUITO GUMADOR INVERGOR: A$c#)e el crc!"# m#+"r%$# e) l% F& 5'76 (%r% (#$er +!m%r !)% c#)")!% % l% +e<%l V.
Fig. 5-2
;. V%re el (#"e)c#me"r# / #@+er0e el $e+(l%?%me)"# $e l% +%l$%6 %)#"%)$# V6 Ve / V# c#) el c#m(#)e)"e DC. A)#"e l#+ 0%l#re+ e"rem#+ $e Ve ,!e #c%+#)%) !) rec#r"e e) V#.
,i &. ,pp , 8 , ,o $. ,pp D@!He l%+ 3#rm%+ $e #)$% #@+er0%$%+.
. Arme el crc!"# $e l% F&. 5'26 ,!e e+ !) COMPARADOR / #@+er0e l% +e<%l $e +%l$%6 0%r%)$# el (#"e)c#me"r# % 3) $e c%m@%r el )0el $e l% "e)+#) $e re3ere)c%. D@!He !) c%+# %)#"%)$# l#+ 0%l#re+ e) l%+ e)"r%$%+ / +%l$%+.
Fig. 5-3
1. C#l#,!e !) $#$# +e&) )$c% l%+ l)e%+ (!)"e%$%+ / %)#"%r el e3ec"# ,!e e+"e (r#c!$e e) l% +%l$%.
11. Arme l#+ crc!"#+ $e l%+ 3&!r%+ 5'8 / 5'56 ,!e c#)++"e) e) !) INTEKRADOG / DERIVADOR re+(ec"0%me)"e6 $@!H%)$# l%+ +e<%le+ $e +%l$%.
Fig. 5-4
Fig. 5-5
CUEGTIONARIO: 1. De+cr@% @re0eme)"e el crc!"# )"er)# $e !) %m(l3c%$#r #(er%c#)%l6 e(lc%)$# el (r)c(# $e 3!)c#)%me)"#.
9n6ersión ,1 ,$
+mplificador >iferencial
+mplificador 2ineal de +lta Ganancia
+mplificador de 0alida
0in 9n6ersión
2os conocidos O'+M'0 interiormente est:n compuestos por tres blo5ues# el primero 5ue es un amplificador diferencial 5ue amplifica y opera con referencia a las dos entradas del cual 6a a un amplificador de 6olta;e y a unos de corriente# esto para obtener las amplificaciones necesarias para un circuito de amplificación con capacidades de operación. 7. P%r% c%$% !)% $e l%+ %(lc%c#)e+ @%+c%+ +&!e)"e+6 $@!H%r el crc!"# )$c%)$# c#m# 3!)c#)%) / l#+ re+!l"%$#+ e(erme)"%le+ #@"e)$#+:
•
CORRECTOR DE OFFGET.
,&
Av =
=
V & V i
R1 R$
2a relación de ' a ganancia seria +, 1.1
•
AMPLIFICADOR INVERGOR.
'ara el circuito tenemos el siguiente resultado ?, -1& ∆V =
•
Vo Vi
=−
R$ R1
AMPLIFICADOR GUMADOR INVERGOR.
'ara este amplificador los resultados nos dan
,i && m, ,o 1&, +6 $&
•
DETECTOR DE NIVEL 4EL COMPARADOR:
*enemos los siguientes resultados ,i &., ,o 1$.$ , +6 $4.
•
LIMITADOR:
Este amplificador operacional tambien es conocido como logaritmico. 'roduce una salida de alto ni6el constante. El diodo 5ue utili=a es un tener y este es el 5ue realimenta.
•
INTEKRADOR:
•
DIFERENCIADOR:
,i 1 m, ,o & m, +6 & m, +6 &.&, 2. >%&% me)c#) $e #"r%+ %(lc%c#)e+ $e l#+ OPAMP+:
0e pueden utili=ar tambien para filtros acti6os# mediante los modelos de @utterAortB o
En circuitos resonantes o 6ibradores. En rectificadores de media onda. En circuitos recortadores. En rectificadores de ondacompleta. En circuitos fi;adores de ni6el.
8. Me)c#)e / $e eHem(l#+ $e l%+ $3ere)"e+ cl%+e+ $e %m(l3c%$#re+ #(er%c#)%le+ / l%+ %(lc%c#)e+ e+(ec3c%+6 +e&) +!+ c%r%c"er+"c%+ e+(ec%le+.
1.- Generadores de barrido con auto e6aluación. 0e utili=an para generar una rampa lineal de tensión# la salida esta conectada directamente a la entrada in6ersora $.- multiplicador +nalógico 0e utili=a para la integración de raíces cuadradas.
5. D@!He l% c!r0% $e re+(!e+"% e) 3rec!e)c% e) l%?# %@er"# $el OPAMP / e(l,!e l%+ "e)$e)c%+ / (!)"#+ m(#r"%)"e+. E) el c%+# $el %m(l3c%$#r )0er+#r6 &r%3,!e l% re+(!e+"% e) 3rec!e)c% "e#rc% $e l%?# cerr%$# c#)H!)"%me)"e c#) l% e(erme)"%l6 c#m(%r%m)$# %m@%+ c#) l% re+(!e+"% $e l%?# cerr%$#.
9. E"r%&% $e l#+ m%)!%le+ l% )3#rm%c) $e l#+ +&"+. Term)#+ !+%$#+ e) l#+ %m(l3c%$#re+ #(er%c#)%le+: OFFGET VOLTAKE DRIFT6 RIGE TIME6 BAND IDT>6 DIFERENCIAL INPUR6 GLE RATE6 OVER G>OOT6 CMRR6 T.>.D6 INPUT BIAG CURRENT6 e"c.
1. *ensión Offset de entrada# Es la tensión diferencial , 5ue debe ser aplicada para Bacer 5ue la tension de salida sea cero. $.
Mayormente los O'+M's se utili=an para obtener ganancias a partir de sus entradas in6ersora o in6ersora. Es decir para una amplificación simple 5ue puede tener gran ganancia. El punto fuerte de los O'+M's es la gran 6ariación de configuraciones 5ue podemos darle con las cuales podemos conseguir diferentes tipos de operaciones 5ue seran aplicadas a sus entradas y consiguiendo una respuesta en su salida.
EXPERIMENTO Nº 5
CORRECTOR DE OFFGET: R2 100k V2 12V +V
+
V1 0/0V
U1 UA741
R1 10k
1kHz
V3 -12V V +
10.10 V
10.00 V
9.900 V
9.800 V
9.700 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
A: r2_1
12.50 V
B: v1_1 7.500 V
2.500 V
-2.500 V
-7.500 V
-12.50 V 0.000ms
5.000ms
10.00ms
15.00ms
20.00ms
25.00ms
30.00ms
35.00ms
40.00ms
45.00ms
50.00ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
12.50 V
B: r2_1 7.500 V
2.500 V
-2.500 V
-7.500 V
-12.50 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
10.00 V 7.500 V 5.000 V 2.500 V 0.000 V -2.500 V -5.000 V -7.500 V -10.00 V 0.000us
100.0us
200.0us
300.0us
400.0us
500.0us
A: v1_1
12.50 V
B: r2_1 10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
-2.500 V 0.000us
10.00us
20.00us
30.00us
40.00us
50.00us
60.00us
70.00us
80.00us
90.00us
100.0us
2.500us
5.000us
7.500us
10.00us
12.50us
15.00us
17.50us
20.00us
22.50us
25.00us
1.000us
2.000us
3.000us
4.000us
5.000us
6.000us
7.000us
8.000us
9.000us
10.00us
12.50 V
B: r2_1 10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
-2.500 V 0.000us
12.50 V
B: r2_1 10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
-2.500 V 0.000us
GUMADOR INVERGOR
R2 100k V2 12V +V
+
V1 -500m/500mV
U1 UA741 C
R1 10k
A 1kHz R3 10k V4
B
-12V V +
R4 10k 99%
V3 -12V V +
V5 12V V +
+ Entrada# @ ,port# < 0alida con el potenciómetro al 1
A: v1_1
12.50 V
B: r3_2 C: r2_1 7.500 V
2.500 V
-2.500 V
-7.500 V
-12.50 V 0.000ms
0.000ms
0.500ms
0.500ms
1.000ms
1.000ms
1.500ms
1.500ms
2.000ms
2.000ms
2.500ms
2.500ms
3.000ms
3.000ms
3.500ms
3.500ms
A: v1_1
4.000ms
4.000ms
4.500ms
4.500ms
5.000ms
5.000ms 500.0mV -500.0mV
_
-11.692 V -11.697 V 10.0055 V 10.0051 V
+ Entrada# @ ,port# < 0alida con el potenciómetro al $
A: v1_1 B: r3_2 C: r2_1
12.50 V 10.00 V 7.500 V 5.000 V 2.500 V 0.000 V -2.500 V -5.000 V -7.500 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
0alida con $ del potenciómetro A: r2_1
10.0054 V
10.0053 V
10.0052 V
10.0051 V
10.0050 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
0alida con D del potenciómetro A: r2_1
10.0054 V
10.0053 V
10.0052 V
10.0051 V
10.0050 V 0.000ms
1.000ms
+ Entrada# @ ,port# < 0alida con el potenciómetro al 4&
A: v1_1 B: r2_1 C: r3_2
12.50 V
10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
-2.500 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
0alida con 4& del potenciómetro A: r2_1
10.0053 V
10.0052 V
10.0051 V
10.0050 V
10.0049 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
0alida con 4 del potenciómetro A: r2_1
11.00 V
10.00 V
9.000 V
8.000 V
7.000 V
6.000 V
5.000 V 0.000ms
1.000ms
0alida con & del potenciómetro
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
A: r2_1
5.000 V
3.000 V
1.000 V
-1.000 V
-3.000 V
-5.000 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
0alida con del potenciómetro A: r2_1
-4.000 V
-5.000 V
-6.000 V
-7.000 V
-8.000 V
-9.000 V
-10.00 V 0.000ms
1.000ms
+ Entrada# @ ,port# < 0alida con el potenciómetro al 8& A: v1_1 B: r2_1 C: r3_2
2.500 V
0.000 V
-2.500 V
-5.000 V
-7.500 V
-10.00 V
-12.50 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
0alida con 8& del potenciómetro
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
A: r2_1
-10.0050 V
-10.0051 V
-10.0052 V
-10.0053 V
-10.0054 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
0alida con 7& del potenciómetro A: r2_1
-10.0052 V
-10.0053 V
-10.0054 V
-10.0055 V
-10.0056 V 0.000ms
1.000ms
+ Entrada# @ ,port# < 0alida con el potenciómetro al )& A: v1_1 B: r2_1 C: r3_2
10.00 V 7.500 V 5.000 V 2.500 V 0.000 V -2.500 V -5.000 V -7.500 V -10.00 V 0.000ms
1.000ms
0alida con )& del potenciómetro
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
A: r2_1
-10.0054 V -10.0055 V -10.0056 V -10.0057 V -10.0058 V -10.0059 V -10.0060 V -10.0061 V -10.0062 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
0alida con & del potenciómetro A: r2_1
-10.00550 V
-10.00575 V
-10.00600 V
-10.00625 V
-10.00650 V
-10.00675 V
-10.00700 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
+ Entrada# @ ,port# < 0alida con el potenciómetro al A: v1_1
12.50 V
B: r2_1 C: r3_2 7.500 V
2.500 V
-2.500 V
-7.500 V
-12.50 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
0alida con del potenciómetro
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
A: r2_1
-10.0056 V
-10.0057 V
-10.0058 V
-10.0059 V
-10.0060 V 0.000ms
1.000ms
2.000ms
3.000ms
4.000ms
5.000ms
COMPARADOR
V4 -12V V +
R4 10k 1%
V5 12V
V +
B R2 10k V1 -500m/500mV
V2 12V +V
+
U1 UA741
R1 10k
A 1kHz
V3 V -12V D1 + DIODE
C
,pot# entrada y salida con 1 del potenciómetro A: v1_1
12.50 V
B: r2_1 C: u1_6 7.500 V
2.500 V
-2.500 V
-7.500 V
-12.50 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
,pot y salida con 1 del potenciómetro
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
A: r2_1 B: u1_6
10.00 V 7.500 V 5.000 V 2.500 V 0.000 V -2.500 V -5.000 V -7.500 V -10.00 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
,pot y salida con 4 del potenciómetro A: u1_6 B: r2_1
6.000 V 5.000 V 4.000 V 3.000 V 2.000 V 1.000 V 0.000 V -1.000 V -2.000 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
,pot y salida con 7 del potenciómetro A: u1_6 B: r2_1
6.000 V 5.000 V 4.000 V 3.000 V 2.000 V 1.000 V 0.000 V -1.000 V -2.000 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
,pot y salida con & del potenciómetro
A: u1_6
9.000 V
B: r2_1 7.000 V
5.000 V
3.000 V
1.000 V
-1.000 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
,pot y salida con 1 del potenciómetro A: u1_6
10.00 V
B: r2_1 8.000 V
6.000 V
4.000 V
2.000 V
0.000 V
-2.000 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
,pot y salida con $ del potenciómetro A: u1_6
10.00 V
B: r2_1 8.000 V
6.000 V
4.000 V
2.000 V
0.000 V
-2.000 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
,pot y salida con del potenciómetro
A: u1_6
12.50 V
B: r2_1 10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
-2.500 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
,pot y salida con del potenciómetro A: u1_6
12.50 V
B: r2_1 10.00 V
7.500 V
5.000 V
2.500 V
0.000 V
-2.500 V 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
INTEKRADOR
V2 12V +V V1 0/1V
R1 10k
+
U1 UA741
A B
10kHz
V3 +V-12V R2 100k C1 0.02uF
Entrada y 0alida 0.000us
50.00us
100.0us
150.0us
200.0us
250.0us
300.0us
350.0us
400.0us
450.0us
500.0us 1.000 V
A: v1_1
0.000 V 30.00mV
_
-20.00mV
0alida A: r2_2
30.00mV
20.00mV
10.00mV
0.000mV
-10.000mV
-20.00mV 0.000us
50.00us
100.0us
150.0us
200.0us
250.0us
300.0us
350.0us
400.0us
450.0us
500.0us
DERIVADOR V2 12V +V V1 0/1V
R1 1k
C1 0.01uF
+
U1 UA741
B A
1000 Hz
V3 +V-12V R2 10k
Entrada y 0alida 0.000ms A: r2_2
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms 100.0mV -300.0mV 125.0uA -25.00uA
0alida A: r2_2
100.00mV 50.00mV 0.000mV -50.00mV -100.0mV -150.0mV -200.0mV -250.0mV -300.0mV 0.000ms
0.500ms
1.000ms
1.500ms
2.000ms
2.500ms
3.000ms
3.500ms
4.000ms
4.500ms
5.000ms
