AMPLIFICADOR INVERSOR Se llama así este montaje porque la señal de salida es inversa de la de entrada, en polaridad, aunque pude ser mayor, igual o menor, dependiendo esto de la ganancia que le demos al amplificador en lazo cerrado. La señal, como vemos en la figura, se aplica al terminal inversor o negativo del amplificador y el positivo o no inversor se lleva a masa.La ma sa.La resistencia R2, que va desde la salida al terminal de entrada negativo, se llama de realimentación.
En todo A.O. podemos decir que:
Por tanto si:
con lo cual las corrientes I1 e I2:
Como quedamos que Vx=0 quedará:
Al ser Ix=0, entonces: I1=I2 y por lo tanto:
Al final tenemos:
Fórmula que nos indica que la tensión de salida Vo es la tensión de entrada Vi multiplicada por una ganancia R2/R1. El signo negativo de la expresión indica la inversión de fase entre la entrada y la salida. - Impedancia de entrada:
- Impedancia de salida:
AMPLIFICADOR NO INVERSOR Este circuito es muy parecido al inversor, la diferencia es que la señal se introduce por el terminal no inversor, lo cual va a significar que la señal de salida estará en fase con la señal de entrada y amplificada.El análisis matemático será igual que en el montaje inversor.
Consideramos:
Teniendo en cuenta que: Vy=Vi y Vx=Vi tenemos:
en este caso la ganancia será:
Como se ve la ganancia de éste amplificador no puede ser menor que 1. Como en el caso del amplificador inversor R3 es igual a la combinada en paralelo de R2 y R1.
Sumador Inversor
Podemos usar el amplificador operacional para sumar varias señales, con su masa común. Un amplificador de este tipo se denomina amplificador sumador. Amplificadores de este tipo se encuentran en cualquier mesa de mezclas. La forma básica del sumador inversor es:
Si te fijas un poco verás que no es mas que un amplificador inversor con dos entradas, y por lo tanto, con dos resistencias de entrada. Para facilitar el análisis pondremos estas dos resistencias iguales (R1). V1 y V2 representan las señales de entrada. El circuito se analiza igual que el amplificador inversor con la diferencia que aquí la I3 es la suma de las corrientes I1 e I2: I3 = I1 + I2
Calculamos I1: V1 = I1 * R1 I1 = V1 / R1
Calculamos I2: V2 = I2 * R1 I2 = V2 / R1
Igualando I3 = I1 + I2: I3 = I1 + I2 I3 = V1/R1 + V2/R1
I3 = (V1+V2) / R1
Pero por otra parte podemos calcular tambien I3, como la corriente que pasa por R3 con una tensión de 0 - Vout = -Vout: -Vout = I3 * R3 I3 = -Vout / R3
Sustituyendo este valor de I3 en la ecuación antes obtenida tenemos que: -Vout / R3 = (V1+V2) / R1 Vout = -(R3/R1) * (V1+V2)
Esta ecuación nos dice que la salida será la suma de las dos entradas multiplicadas por un número: Av = -(R3/R1). Puedes ponerle todas las entradas que queiras y la salida será la suma de todas las entradas por Av.
SUMADOR INVERSOR
Esta configuración nos sirve para realizar una suma algebraica de cada uno de los voltajes que están conectadas con la entrada inversora del amplificador operacional, los voltajes se encuentran con un factor de ganancia constante, la fórmula para poder identificar el voltaje de salida está determinada por la siguiente ecuación/
Se coloca negativa la resistencia para determinar que el voltaje de salida es negativo porque por eso mismo se dice que es un inversor este elemento nos sirve para mezclar diferentes frecuencias sonoras, se determina que los voltajes de e ntrada son sumados que el voltaje de salida es la suma de los voltajes de entrada invertidos!
RESTADOR IVERSOR
Este amplificador usa ambas entradas invertida y no invertida con una ganancia de uno, para producir una salida igual a la diferencia entre las entradas. Es un caso esencial del amplificador diferencial. Se pueden elegir tambien las resistencias para amplificar la diferencia, la fórmula para poder identificar el voltaje de salida está determinada por la siguiente ecuación
RESTADOR INVERSOR Este amplificador usa ambas entradas invertida y no invertida con una ganancia de uno, para producir una salida igual a la diferencia entre las entradas. Es un caso especial del amplificador diferencial. Se pueden elegir tambien las resistencias para conseguir una amplificación de uno. Aplicación de las Reglas
COMPARADOR
Su objeto es comparar señales y generar en su salida señales que serán interpretadas como señales digitales binarias.
Basta con que una de estas señales sea mayor para que cause que la salida del sea máxima, ya sea (+Vsat) o (-Vsat). Esto se debe a que el operacional se utiliza en lazo abierto (tiene máxima) La ganancia real de un amplificador operacional es de 200,000 o más y la fórmula de la señal de salida es: Vout = AOL (V1 – V2) Donde: - Vout = tensión de salida - AOL = ganancia de amplificador operacional en lazo abierto (200,000 o más) - V1 y V2 = tensiones de (las que se comparan) Vout no puede exceder la tensión de saturación del amplificador operacional, sea esta saturación negativa o positiva. (Normalmente este valor es unos 2 menos que el valor de la fuente ( V+ ó V- ).
AMPLIFICADOR INTEGRADOR
Para conseguir un dispositivo integrador intercambiamos la resistencia y el condensador de un circuito diferenciador según el esquema siguiente.
Como ya vimos antes I=C dVc/dt despejando dVc será
integrando en ambos miembros...
la intensidad I que "atraviesa" el condensador será la misma que la intensidad I que atraviesa la resistencia R ya que al ser V=0 la intensidad hacia ese terminal V-es nula. Por ello, I=Vi/R sustituyendo en la expresión de Vo tendremos...
expresión que nos indica que la señal de salida de este circuito es proporcional a la integral de la señal de entrada. En el caso particular en el cual Vi(t) fuera constante en el tiempo ese término saldría de la integral y la expresión tomaría la forma
expresión que muestra que la salida sería una recta con una determinada pendiente. Esta característica es muy útil, por ejemplo, para utilizar estos dispositivos en el diseño de generadores de señales. Así podemos
conseguir una señal triangular de salida como respuesta a una señal cuadrada de entrada.
AMPLIFICADOR DIFERENCIADOR
Este dispositivo nos permite obtener la derivada de la señal de entrada. En el caso general la tensión de entrada variará con el tiempo Vi= Vi(t). La principal diferencia que se observa en este circuito es la presencia de un condensador de capacidad constante C. Como se sabe la carga Q que almacena un condensador es proporcional a su capacidad C y a la diferencia de potencial V a la que estén sometidos las armaduras de éste (Q=CV). Es fácil entender que si la tensión varía con el tiempo y la
capacidad del condensador es constante, la carga que éste almacena también variará con el tiempo, Q= Q(t).
Está claro también que el primer miembro de esta igualdad representa el concepto de intensidad
. Además la diferencia de potencial en los extremos del condensador es Vi ya que una de sus armaduras tiene un potencial Vi y la otra, tiene un potencial cero ya que V-=0 al ser V+=0. La señal de salida Vo se obtiene sabiendo que Vo = -IR , sustituyendo los valores obtenidos queda
Como se puede ver en esta expresión Vo es proporcional a la derivada con respecto al tiempo de la señal de entrada. La constante de proporcionalidad RC es la conocida constante de tiempo. Para la utilización de este dispositivo debemos "vaciar" previamente el condensador de toda carga, para ello producimos un cortocircuito entre
sus armaduras. A continuación, deshaciendo ese cortocircuito, dejamos que el sistema evolucione durante el tiempo deseado obteniendo su derivada a la salida. Con este dispositivo se pueden hacer muchas combinaciones, así, por ejemplo, podemos conseguir un circuito que obtenga la derivada de una señal determinada y además le sume una segunda señal, con el esquema siguiente
http://panamahitek.com/amplificadores-operacionales-y-su-uso-en-la-electronica/
