Problemas Propuestos Con Amplificadores Operacionales

Universidad Nacional del Callao

Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

Ing. Armando Cruz Ramírez

Problemas propuestos con Amplificadores Operacionales

 R2  R2  1 + (v2 − v1 ) R  1  Rv 

Prob 1.- Demuestre que vo = 2

Prob 2.- Hallar la ganancia de ternsion en lazo cerrado ACL

Prob. 3.- Determinar la gananciaen lazo cerrado ACL

=

v0

=

v0

vi

vi

Prob. 4.- El circuito mopstrado es un circuito denominado Girador (Representa o simula una impedancia inductiva). Encuentre la impedancia, Z in , vista desde los terminales de entrada

1





Prob.5.- Demostrar que la funcion de transferencia del circuito moatrado es de la forma AV (s ) = Ko

sτ 3

(1 + sτ 1 )(1 + sτ 2 )

Grafique sus diagramas de Bode de amplitud y fase.

Prob. 6.- El diagranma de Bode mostrado es la respuesta en frecuencia de amplitud de tension de un derivador compensado. Hallar el valor de sus elememtos para cumplir con las siguientes condiciones:

ω 2

= 100rad / seg

ω 3

= 1000 rad / seg

Av

dB

Se tienen condensadores 20 dB / dec

Cuyos valores son de 100 pf

f → 10υ

−

20 dB / dec

20 20 2

ω 1

ω 2

ω 3

ω 4

ω 2





Prob. 7.- El circuito mostrado se denomina cambiador de fase o filtro pasa todo. Si R1 = R2 , este circuito traslada la misma señal senoidal de entrada a la salida pero desfasada un ángulo predeterminado θ

vo vi

v2

vi

vo

v1 V o

ω t

= V i ∠ − θ

θ

Se pide: a) demostrar que θ = −2tg −1 (ω C i Ri ) b) Encontrar el valor de los elementos del circuito para que la onda de entrada de 1KHz de frecuencia se atrase en 60°. Asuma un valor del condensador comprendido entre 1η f → 1µ f

Prob. 8.- Diseñar un circuito con amplificadores operacionales, para obtener la forma de onda de salida mostrada. Datos: V CC

= ±15V ,

V sat

= ±13V

vi

vo

f = 1KHz

f = 1KHz

+ 2V

0

− 2V

+ 9V

π

2π

ω t

Circuito con Opamp

0 π 2

3π

5π

7π

2

2

2

ω t (rad / seg)

− 9V

3





Prob. 9.- Hallar la funcion de transferencia del circuito mostrado de forma algebraica y luego hacer el diagrama de Bode de amplitud para R1 = R2 = R3 = 100 K Ω , C 1 = 100µ f y C 2 = 0.01µ f

Prob. 10.- Hallar la funcion detransferencia del circuito mostrado.

Prob. 11.- En el circuito mostrado hallar la función de transferencia, su diagrama de Bode de amplitud y el valor de los componentes si R F=R y la frecuencia de la señal de entrad es 15.9KHz

Prob. 12.- El circuito mostrado es un convertidor de tension a corriente. Determine las condiciones que deben de cumplir las resistencias para que I L=V /R i 1.

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Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ing. Armando Cruz Ramírez

Prob. 13.- La figura muertra un amplificador de potencia de audio que utiliza dos amplificadores operacionales identicos, conectados en configuracion tipo puente. (a) Obtenga la expresion para la ganancia de voltaje A V=VL /Vi: (b) Diseñe el circuito para qie AV = 15 y que las magnitudes de V 01 yV 02 sean iguales.

Prob. 14.- En el circuito mostrado el voltaje de saturacion del comparador con disparador Schmit es de V sat = ±10V . Suponga que en t=0, la salida V 01 cambia de su estado bajo a su estado alto y en ese instante C y esta descargado. Realice la grafica de V 01 y V0 versus el tiempo para dos períodos de oscilación.

Prob. 15.- El circuito mostrado es un generador de onda cuadrada. Explique su funcionamiento, hacer su diagrama de ondas y calcular: (a) La frecuencia en funcion de los elementos del circuito, (b) Calcular los valores de los componentes para f=100Hz. Considere a,C, un valor comprendido entre 0.001uf → 0.1uf y que V sat 〉V Z , V DZ 1 = V DZ 2 . Indique que funcion cumplen R 3 y R4 dentro del circuito.

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Ing. Armando Cruz Ramírez er

Prob. 16.- El circuito mostrado es un filtro pasa bajo de 1 orden, de frecuencia de corte ajustable. Diseñese para una ganancia de tensión de ACD = 10 , f C = 0 → 1KHz , Seleccioner valores adecuados de los componentes para el diseño. K fraccion de V 1 que se envia al integrador. R P<
Prob. 17.- Diseñe el circuito mostrado para que cumpla la respuesta en frecuencia mostrada. Hallar el valor de K correspondiente ( K = 0 → 1 ) H dB

6

6 2

0

Prob. 18.- La función retransferencia del circuito es de la forma H (s ) = el circuito para ACD

= 10 ; f C=1KHz

2666.6

V 0 (s ) V i (s )

5333.2

ω (rad / seg )

 1   . Diseñe  1 + sRC 

= ACD 

y grafique su diagrama de Bode.

6



Prob. 19.- El circuito mostrado es un convertidor de voltaje a corriente, determinar las condiciones que deben cumplir las resistencias para que I L=-Vi /R2

Prob. 20.- El circuito de la figura es el de un termostato que usa un termistor para medir la temperatura. o Se usa la configuración puente y un amplificador escalador para calibrar la salida de –V a C. La o calibración se hace a 10 C, donde el termistor usado a esta temperatura es de 12K  y tiene un o coeficiente térmico de 0.2K  / C. Modelar el termistor, determinar la expresión de Vo y calcular el o valor del termistor y del voltaje de salida para las temperaturas de: 5, 10, 15, 20, y 25 C.

V O

=

f (t 0 )

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Prob. 21.- El circuito de la figura se ha construido utilizando amplificadores operacionales ideales alimentados a ± 12V . El diodo también es ideal. Con estos datos contestar las preguntas siguientes: a) Diseñar el bloque 1, sabiendo que Ze es infinito, Zs es nula y la ganancia de tensión es 1. b) Obtener de forma grafica y analítica (determinar las ecuaciones que determinan la función) la función de transferencia V 3=f(V2). c) Obtener de forma grafica y analítica (determinar las ecuaciones que determinan la función) la función de transferencia V 4=f(V2,V3).

V 1

Av = +1 V 2 Ze = ∞ Zs = 0

A1 V 3

A2

V 4

Prob. 22.- Diseñar un amplificador sumador de tres canales tal que: el canal 1 tenga Z i

= 10K Ω, Av =

Z i

=

5K Ω, Av

6dB ;

el

canal

2

tenga:

Z i

=

22 K Ω, Av

= 10dB

y

al

canal

3

tenga:

= 16dB

Prob. 23.- El circuito de la figura, se comporta como un filtro pasabajos en el dominio de la frecuencia hallar y graficar la función de transferencia de ganancia de tensión indicando los valores de sus frecuencias críticas y de la ganancia.

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Prob. 24.- En el circuito mostrado graficar el diagrama de Bode de amplitud indicando sus frecuencias criticas y luego calcular los valores de los componentes para: Acd =-10, C = 0.05Uf y frecuencia de corte de 1Khz

Prob. 25.- En el circuito de la figura y suponiendo que el opamp es ideal, hallar: a) La ganancia de tensión Vo/Vi b) La impedancia de entrada Zi

Prob. 26.- Dado el circuito mostrado, hallar la función de transferencia y el diagrama de Bode de amplitud. Hacerlo en forma detallada y explicando los pasos seguidos.

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Prob. 27.- En el circuito de la figura, hallar la forma de onda de V 01 y V02 indicando sus valores y ecuaciones que las rigen en función del tiempo. Considere v c(t) = 0 para condiciones iniciales. Datos: R1=20K Ω , R2=R3=R4=R5=10K Ω , C=10 η f , Vcc=+15V, VZ=2.4V, Vi señal cuadrada de +15V a -.06V de magnitud y frecuencia 1KHz, fuentes de alimentación de los opamp

± 15V

Prob. 28.- En el circuito mostrado dibujar la señal de salida y la señal en el condensador indicando los niveles de señal y tiempos más representativos. Considere diodo ideal. Datos: Vcc= ± 15V , VZ=4V, R1=R2=10K Ω , C=10 µ f R1 +Vcc C -

Vo

+

-Vcc D1

R2

Prob. 29.- Del amplificador de la figura adjunta se conocen los siguientes datos: Rg=R 1=R2=1K Ω , R3=2R2, Vcc=15V. Halla r v0

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Prob. 30.- calcular Gi

=

I L

I g


, con los sentidos indicados, en el circuito mostrado.

Rg=100K Ω , R1=100K Ω , R2=10K Ω , R3=20K Ω y RL=1K Ω

Prob. 31.- El amplificador de la figura tiene una ganancia de potencia de 500 y una carga R L

= 8Ω ,

si

su impedancia de entrada es de 1K Ω , calcular el valor de R1 y R2 . El parámetro de los transistores son

β = 50 y V BE

=

0.6V

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