informe de laboratorio de amplificadores.docx

AMPLIFICADORES OPERACIONALES

LABORATORIO DE AMPLIFICADORES OPERACIONALES

POR

DUBAN OLMEDO PALACIO OSORIO

COD 98561110

CEAD OCCIDENTE MEDELLIN

Introducción

 Los amplifa!o"#s op#"aio$al#s so$ %&ili'a!os #$ m(l&ipl#s sis&#mas #l#&")$ios* +%# p#"mi&#$ amplifa" !i,#"#$&#s &ipos !# s#-al#s* #$ #s&# la.o"a&o"io s# ap"#$!#"/ a "#ali'a" !i,#"#$&#s o$f%"aio$#s +%# p#"mi&#$ o$o#" !i,#"#$&#s %&ili!a!#s !# #s&# !isposi&io #$&"# #llos %&ili'ai)$ pa"a "a.ai)$ !# sis&#mas #l#&")$ios2 O"ii$alm#$&# #l &#"mi$o !# amplifa!o" op#"aio$al s# %&ili') #$ !#l ampo !# los omp%&a!o"#s a$al)ios* !o$!# s# %&ili'a.a$ &3$ias op#"aio$al#s +%# pa"a s%s i$iios #"a$ aa$#s &#$ol)ios2 P"/&iam#$&# #l &#"mi$o amplifa!o" op#"aio$al s# !#"ia !#l o$#p&o !# %$ amplifa!o" !# o""i#$&# !i"#&a o$ %$a #$&"a!a !i,#"#$ial 4 al&a a$a$ia2

S# p%#!#$ impl#m#$&a" !i,#"#$&#s apliaio$#s pa"a +%# #l amplifa!o" "#ali# !i,#"#$&#s op#"aio$#s a$al)ias #$ "a$ m#!i!a* las a"a&#"s&ias lo.al#s !#l i"%i&o #s&/$  !a!as po" #l &ipo !# o$f%"ai)$ +%# s# l# aplia 7alim#$&ai)$2

Objetivos Objetivos Generales Co$o#" los o$#p&os 4 a"a&#"s&ias !# a!a %$a !# las &#m/&ias p"op%#s&as a &"a3s !# p"/&ias !# la.o"a&o"io .

Objetivos Específcos  Comp"o.a" #l ,%$io$ami#$&o !# los amplifa!o"#s op#"aio$al#s  Ap"#$!#" a ma$#:a" los i$s&"%m#$&os !# m#!ii)$ +%# s# %&ili'a$ #$ #l la.o"a&o"io 4 #$ al%$as #mp"#sas pa"a la m#!i!a !# ma$i&%!#s

Marco Teórico

Los amplifa!o"#s op#"aio$al#s* i$&"o!%i!os ofialm#$&# al m#"a!o a m#!ia!os !# la !3a!a !# 1960* so$ !isposi&ios !# #s&a!o s)li!o #;&"#ma!am#$&# #"s/&il#s 4 ,/il#s !# %sa" +%# s# #mpl#a$ omo .lo+%#s o$s&"%&ios ./sios !# #$ "a$ a"i#!a! !# i"%i&os #l#&")$ios* &a$&o a$/loos omo !ii&al#s2 U$ amplifa!o" op#"aio$al p%#!# s#" o$#&a!o #$ la'o #""a!o omo %$ amplifa!o" i$#"so" o omo %$ amplifa!o" $o i$#"so"2 E$ #l p"im#" aso* la s#-al !# sali!a #s&/ !#s,asa!a 180< o$ "#sp#&o a la s#-al !# #$&"a!a* mi#$&"as +%# #$ #l s#%$!o las !os s#-al#s #s&/$ #$ ,as#2 P"/&iam#$&# &o!os los mo$&a:#s p"/&ios o$ amplifa!o"#s op#"aio$al#s #s&/$ ,%$!am#$&a!os #$ #s&as !os o$f%"aio$#s2

EXPERIMENTO No.5 EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Los amplifa!o"#s op#"aio$al#s* i$&"o!%i!os ofialm#$&# al m#"a!o a m#!ia!os !# la !3a!a !# 1960* so$ !isposi&ios !# #s&a!o s)li!o #;&"#ma!am#$&# #"s/&il#s 4 ,/il#s !# %sa" +%# s# #mpl#a$ omo .lo+%#s o$s&"%&ios ./sios !# #$ "a$ a"i#!a! !# i"%i&os #l#&")$ios* &a$&o a$/loos omo !ii&al#s2 U$ amplifa!o" op#"aio$al p%#!# s#" o$#&a!o #$ la'o #""a!o omo %$ amplifa!o" i$#"so" o omo %$ amplifa!o" $o i$#"so"2 E$ #l p"im#" aso* la s#-al !# sali!a #s&/ !#s,asa!a 180< o$ "#sp#&o a la s#-al !# #$&"a!a* mi#$&"as +%# #$ #l s#%$!o las !os s#-al#s #s&/$ #$ ,as#2 P"/&iam#$&# &o!os los mo$&a:#s p"/&ios o$ amplifa!o"#s op#"aio$al#s #s&/$ ,%$!am#$&a!os #$ #s&as !os o$f%"aio$#s2

A o$&i$%ai)$ #;ami$a"#mos los si%i#$&#s i"%i&os=

 AMPLIFICADOR INVERSOR  INVERSOR 

Vout  − R 2 = Vin  R 1

Es la a$a$ia o ,%$i)$ !# &"a$s,#"#$ia !#l amplifa!o" i$#"so" #l si$o > i$!ia la i$#"si)$ !# 180< !# la ,as# #$ la s#-al !# sali!a2 R#ali# #l mo$&a:# 4 p"%#.a !#l i"%i&o amplifa!o" i$#"so" &#$i#$!o #$ %#$&a los

Si%i#$&#s  datos:

S#-al si$o!al !# #$&"a!a ?i$ @00m? !# ampli&%! pio* a %$a ,"#%#$ia !# 1' si$ Compo$#$&# DC 7Os#& @ 02 R1 @ 10  4 R @ 0 2

Us# #l amplifa!o" op#"aio$al llama!o %AG12 El alo" !# la ,%#$&# +%# alim#$&a al %AG1 #s H 9 ?ol&s DC

•

•

•

Usa$!o #l osilosopio is%ali# la s#-al !# #$&"a!a 4 sali!a2 7A$#;# las "/fas "#s%l&a!o !# la sim%lai)$ al i$,o"m#2 Cal%l# &#)"iam#$&# #l ol&a:# !# sali!a ?o%&2 Coi$i!# o$ #l alo" !# ?o%& m#!i!oJ K%# o$l%4# l%#o !# am.ia" #l alo" !# R a 50 ?

SOLUCION

Usa$!o #l osilosopio is%ali# la s#-al !# #$&"a!a 4 sali!a2 7A$#;# las "/fas "#s%l&a!o !# la sim%lai)$ al i$,o"m#2

Es&a o$#;i)$ #s %$ p%$&o !# &i#""a i"&%al* %$ p%$&o #$ #l +%# si#mp"# a."/ #l mismo po&#$ial +%# #$ la #$&"a!a 72 Po" &a$&o* #s&# p%$&o #$ #l +%# s# s%ma$ las s#-al#s !# sali!a 4 #$&"a!a* s# o$o# &am.i3$ omo $%!o s%ma2 Las "#sis&#$ia !# 0  #s %$a "#sis&#$ia !# "#alim#$&ai)$ 4 la "#sis&#$ia !# 10  #s la "#sis&#$ia !# #$&"a!a las

%al#s $os !a$ la a$a$ia !#l i"%i&o po" m#!io !# la si%i#$&# ,o"m%la2

 Fa&o" !# m%l&ipliai)$ po" !os

GANANCIA

=

 Rf   Rin

−

D#sp#:a$!o

GANAN GANAN CIA =

 KΩ =−2 10 KΩ

− 20

Al s#" la a$a$ia $#a&ia la amplifai)$ si#mp"# s#"/ $#a&ia2

Pa"a alla" #l ol&a:# !# sali!a !#l i"%i&o %&ili'amos la si%i#$&# ,o"m%la

? o%& @a$a$ia ; ? i$

R#mpla'a$!o

? o%& @  ;  @ 6?

Sali!a pio !# amplifai)$ Fa&o" !# m%l&ipliai)$ po" &"#s=

GANANCIA

=

 Rf   Rin

−

D#sp#:a$!o

GANANCIA =

−30 KΩ 30  KΩ

10 KΩ 10  KΩ

=−3

Al s#" la a$a$ia $#a&ia la amplifai)$ si#mp"# s#"/ $#a&ia 2

Pa"a alla" #l ol&a:# !# sali!a !#l i"%i&o %&ili'amos la si%i#$&# ,o"m%la

? o%& @a$a$ia ; ? i$

R#mpla'a$!o

? o%& @  ;  @ 9?

Sali!a pio !# amplifai)$ Fa&o" !# m%l&ipliai)$ po" i$o

GANANCIA

=

 Rf   Rin

−

D#sp#:a$!o

GANANCIA =

 KΩ =−5 10 KΩ

−50

Al s#" la a$a$ia $#a&ia la amplifai)$ si#mp"# s#"/ $#a&ia

Pa"a alla" #l ol&a:# !# sali!a !#l i"%i&o %&ili'amos la si%i#$&# ,o"m%la

? o%& @a$a$ia ; ? i$

R#mpla'a$!o 5 ; ? @15

Sali!a pio !# amplifai)$

Cal%l# &#)"iam#$&# #l ol&a:# !# sali!a ?o%&2 Coi$i!# o$ #l alo" !# ?o%& m#!i!oJ

Aplia$!o las p"opi#!a!#s #s&a.l#i!as !#l AO i!#al* las a"a&#"s&ias !is&i$&ias !# #s&# i"%i&o s# p%#!#$ a$ali'a" omo si%#2 P%#s&o +%# #l amplifa!o" &i#$# a$a$ia i$f$i&a* !#sa""olla"/ s% &#$si)$ !# sali!a* ?0* o$ &#$si)$ !# #$&"a!a $%la2 a +%#* la #$&"a!a !i,#"#$ial !# A #s ?!@?p?$ !# !o$!# ?!@04 si ?!@0

E$&o$#s &o!a la &#$si)$ !# #$&"a!a ?i* !#.#"/ apa"##" #$ R1* o.&#$i#$!o %$a o""i#$&# #$ R1  I 

V  1  R 1

=

?$ #s&/ a %$ po&#$ial #"o* #s %$ p%$&o !# &i#""a i"&%al To!a la o""i#$&# I +%# i"%la po" R1 pasa"/ po" R* p%#s&o +%# $o s# !#"ia"/ $i$%$a o""i#$&# aia la #$&"a!a !#l op#"aio$al 7Imp#!a$ia i$f$i&a* as p%#s #l p"o!%&o !# I po" R s#"/ i%al a  ?0

 I =

 0 V  0  R 2

−

V  1 −V  0 =  R 1  R 2

Po" lo +%#

 0 = V  0

 R 2 ∗V  1  1  R

−

l%#o la a$a$ia !#l amplifa!o" i$#"so"=

V  0 − R 2 = V 1  R 1

D#.#$ o.s#"a"s# o&"as p"opi#!a!#s a!iio$al#s !#l amplifa!o" i$#"so" i!#al2 La a$a$ia s# p%#!# a"ia" a:%s&a$!o .i#$ R1* o .i#$ R2 Si R a"a !#s!# #"o as&a i$f$i&o* la a$a$ia a"ia"/ &am.i3$ !#s!# #"o as&a i$f$i&o* p%#s&o +%# #s !i"#&am#$&# p"opo"io$al a R2 La imp#!a$ia !# #$&"a!a #s i%al a R1* 4 ?i 4 R1 ($iam#$&# !#&#"mi$a$ la o""i#$&# I* po" lo +%# la o""i#$&# +%# i"%la po" R #s si#mp"# I* pa"a %al+%i#" alo" !# !ia R2 La #$&"a!a !#l amplifa!o"* o #l p%$&o !# o$#;i)$ !# la #$&"a!a 4 las s#-al#s !# "#alim#$&ai)$* #s %$ $%!o !# &#$si)$ $%la* i$!#p#$!i#$&#m#$&# !# la o""i#$&# I2 GANANCIA =

 R f   Rin

−

D#sp#:a$!o

GANANCIA =

60 KΩ 10 KΩ

=−6

Al s#" la a$a$ia $#a&ia la amplifai)$ si#mp"# s#"/ $#a&ia2

Pa"a alla" #l ol&a:# !# sali!a !#l i"%i&o %&ili'amos la si%i#$&# ,o"m%la

? o%& @a$a$ia ; ? i$

R#mpla'a$!o

6 ; ? @18 ?

Sali!a pio !# amplifai)$ Vout   R 2 = Vin  R 1

Vout  20 = ∗200 mv =400 mv Vin 10

El alo" m#!i!o #s ap"o;ima!o al alo" al%la!o &#)"iam#$&# 2

K%# o$l%4# l%#o !# am.ia" #l alo" !# R a 50J

 AMPLIFICADOR NO INVERSOR 

Vout  Vin

=1 +

 R 2  R 1

D# !o$!#  A =1 +

 R 2  R 1

es la ganancia o función de transferencia del amplicador no inversora Realice el montaje y prueba del circuito amplicador no inversor teniendo en cuenta los siguientes datos: Señal sinodal de entrada Vin =2mV de amplitud pico! a una frecuencia de "#$% sin componente &' ()*set=+, R" = " #- y R2 = 2 #-,

Cal%l# &#)"iam#$&# #l ol&a:# !# sali!a ?o%&2 Coi$i!# o$ #l alo" !# ?o%& m#!i!oJ

E$ #s&# i"%i&o* la &#$si)$ ?i s# aplia a la #$&"a!a 7* 4 %$a ,"ai)$ !# la s#-al !# sali!a* ?o* s# aplia a la #$&"a!a 7 a &"a3s !#l !iiso" !# &#$si)$ R1  R2 P%#s&o +%#* $o Q%4# o""i#$&# !# #$&"a!a #$ $i$($ &#"mi$al !# #$&"a!a* 4 4a +%# ?! @ 0* la &#$si)$ #$ R1 s#"/ i%al a ?i

&#"mi$al !# #$&"a!a* 4 4a +%# ?! @ 0* la &#$si)$ #$ R1 s#"/ i%al E$ #l amplifa!o" i$#"so"* la o""i#$&# a &"a3s !# R1 si#mp"# !#&#"mi$a la o""i#$&# a &"a3s !# R* i$!#p#$!i#$&#m#$&# !#l alo" !# R* #s&o &am.i3$ #s i#"&o #$ #l amplifa!o" $o i$#"so"2 L%#o R p%#!# %&ili'a"s# omo %$ o$&"ol !# a$a$ia li$#al* apa' !# i$"#m#$&a" la a$a$ia !#s!# #l m$imo %$i!a! as&a %$ m/;imo !# i$f$i&o2  La imp#!a$ia !# #$&"a!a #s i$f$i&a* p%#s&o +%# s# &"a&a !# %$ amplifa!o" i!#al2

¬

La sali!a #s&/ i$#"&i!a

¬

Pa"a "#sis&#$ias i$!#p#$!i#$&#s R1* R*222 R$

La a$a$ia !#l amplifa!o"* a%m#$&a a 62 S# !%plia "#sp#&o al a$&#"io" 2

CIRCUITO DIFERENCIADOR 

.ste circuito tiene aplicaciones interesantes! como por ejemplo la e/tracción de bordes de ondas cuadradas! tambi0n puede convertir una forma de onda en la e1uivalente a la derivada de la misma, ontar el siguiente circuito:

3'u4l es la forma de onda 1ue presenta la salida R2? (5ne/ar graca visuali%ada en el osciloscopio+,

ida la diferencia de fase 1ue e/iste entre la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada,

'on el generador de funciones apli1ue a$ora una onda cuadrada de "Vp "6$% de frecuencia, 3'u4l es el efecto producido?

37or1ue es recomendable usar la resistencia Rin?

O$!a %a!"a!a

O$!a &"ia$%la"

La o$!a !# sali!a "#s%l&a omo %$a o$!a %a!"a!a

Po"+%# #s "#om#$!a.l# %sa" la "#sis&#$ia Ri$J Pa"a #s&a.ili'a" la a$a$ia !#l i"%i&o* #s !#i" pa"a %+# &#$a %$a a$a$ia #s&a.l# pa"a !i,#"#$&#s ,"#%#$ias !# #$&"a!a2

CIRCUITO INTEGRADOR

ontar en el simulador el siguiente circuito:

3'u4l es la forma de onda 1ue presenta la salida? (5ne/ar graca visuali%ada en el osciloscopio+,

Co$ #l #$#"a!o" !# ,%$io$#s apli+%# ao"a %$a o$!a %a!"a!a !# 1?p 1' !# ,"#%#$ia2 C%/l #s #l #,#&o p"o!%i!oJ

Co$ #l #$#"a!o" !# ,%$io$#s apli+%# ao"a %$a o$!a &"ia$%la" !# 1?p 1' !# ,"#%#$ia2 C%/l #s #l #,#&o p"o!%i!oJ

Mi!a la !i,#"#$ia !# ,as# +%# #;is&# #$&"# la &#$si)$ !# sali!a o$ "#sp#&o a la &#$si)$ !# #$&"a!a2

M#!ia$&# las f%"as !# Lissa:o%s= Las f%"as !# Lissa:o%s p%#!#$ o.s#"a"s# #$ la pa$&alla !#l osilosopio o$ #l mo!o ;4 7p%lsa$!o la &#la 5* !# #s&a ,o"ma la s#-al !#l a$al I s# "#p"#s#$&a #$ #l #:# #"&ial 4 la !#l a$al II #$ #l #:# o"i'o$&al2 Los !ia"amas si%i#$&#s so$ los "#s%l&a!os !# !os s#-al#s !# la misma ,"#%#$ia o$ /$%los !# !#s,as# !# 0* 5* 90 4 180 .

Pa"a alla" #l /$%lo !# !#s,as# #$&"# las !os s#-al#s s# mi!# las !is&a$ias a 4 . 7s#%$!o #:#mplo o""#spo$!i#$&# a 5 4 s# "#ali'a #l si%i#$&# /l%lo= s#$  @ a.  @ a"s#$ a.

Como s# #$%#$&"a aia a&"/s #mos +%# #s&a "#&a"!a!a  @ a"s#$ a.  @ a"s#$ 811@G6266<

EL SEGUIDOR DE VOLTAJE

O.s#"a" 4 ompa"a" los i"%i&os A 4 B K%# o$l%4#J

O.s#"amos +%# #$ la f%"a %$o* al %sa" %$a "#sis&#$ia m%4 "a$!#* #l !iiso" s# ompo"&a omo %$a ,%#$&# !# ol&a:# po"+%# la o""i#$&# o$s%mi!a #s m%4 p#+%#-a* si$ #m.a"o #$ #l i"%i&o B* la o""i#$&# "#+%#"i!a #s "a$!# ompa"a!a o$ la o""i#$&# !#l !iiso" 4 $o p"opo"io$a #l alo" !# ol&a:# i!#al #$ #l !iiso" .

Ao"a O.s#"# #l si%i#$&# i"%i&o !o$!# s# l# a"#a al !iiso" !# ol&a:# a$&#"io" %$ amplifa!o" op#"aio$al o$f%"a!o omo s#%i!o" !# ol&a:#2 K%# o$l%4#J

El s#%i!o" !# ol&a:# ma$&i#$# #l alo" !# la sali!a ?o%& si#mp"# o$s&a$&# al alo" !# #$&"a!a ?i$ 725? 2

R#ali# #l mo$&a:# !#l si%i#$&# i"%i&o am.ia$!o #l alo" !# la "#sis&#$ia !# a"a 100 po" %$a !# 502 K%3 s%#!#J

El i"%i&o ma$&i#$# #l alo" !# ol&a:# 725? a($ o$ %$a "#sis&#$ia !# 50oms* !a!o +%# s# ompo"&a omo %$a ,%#$&# !# ol&a:# 7la o""i#$&# "#+%#"i!a $o a,#&a #l ol&a:# s%mi$is&"a!o2

Co$l%sio$#s

 Co$ la "#ali'ai)$ !#l p"#s#$&# &"a.a:o s# A,ia$'a"o$ los o$oimi#$&os so."# los amplifa!o"#s op#"aio$al#s * 4 s# p%!o omp"o.a" ma&#m/&iam#$&# +%# los "#s%l&a!os o.&#$i!os #$ la "#ali'ai)$ !# la pa"&# p"/&ia o$ #;p#"i#$ia !#l la.o"a&o"io Ti#$!#$ a #s&a" #"a$os a los lmi&#s ma&#m/&ios* Los %al#s s# p%#!#$ o$si!#"a" omo a#"&a!os 

Los ampli,ia!o"#s p#"mi&# o$o#" #l ,%$io$ami#$&o #sp#,io !# %$a s#-al %a$!o #s&a #s &"a&a!a #fa'm#$&# o$ #l p"op)si&o !# a%m#$&a" s% ampli&%! 4 as a%m#$&a" s% ,"#%#$ia2 

El o$oimi#$&o !# los ampli,ia!o"#s $os p#"mi&# mo!#la" p"o&o&ipos 4 "#ali'a" p"%#.as +%# p#"mi&#$ #"ifa" mal ,%$io$ami#$&o !# los !isposi&ios 4 as po!#" .%sa" m#:o"as a los mismos2 

Los ampli,ia!o"#s &i#$#$ %$ lmi&# !# ampli,iai)$ 4 %$a o$f%"ai)$ la %al #s is&a* m#!ia$&# #l !a&as##&2 

R#,#"#$ias

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