Diversas aplicaciones de los Op Amp en la electrónica

Un amplificador operacional es un circuito integrado que funciona como un amplificador de tensión. Un amplificador operacional tiene una entrada diferencial. Que tiene dos entradas de polaridad opuesta. Un op-amp como una única entrada de polaridad opuesta. Un op-amp tiene una sola salida y una ganancia muy alta, lo que hace que la señal de salida.

En general, utilizamos muchas aplicaciones con op-amps como

• Amplificadores diferenciales
• Amplificadores inversores
• Amplificadores no inversores
• Seguidores de tensión
• Amplificadores sumadores
• Amplificadores de instrumentación

Actuará como unos osciladores

Actuará como unos filtros mediante el uso de amplificadores operacionales

• Los amplificadores operacionales pueden utilizarse en la construcción de filtros activos, proporcionando funciones de paso alto, rechazo de paso de banda y retardo. La alta impedancia de entrada y la ganancia de un amplificador operacional permiten calcular fácilmente los valores de los elementos.

Algunos de los amplificadores operacionales se pueden utilizar generalmente como comparadores como

El diagrama esquemático del comparador básico que se muestra en la figura

Ahora hablaremos de los distintos tipos de amplificadores diferenciales paso a paso

Amplificadores diferenciales

El amplificador diferencial amplifica la diferencia entre dos tensiones, lo que convierte a este tipo de circuito amplificador operacional en un subtractor, a diferencia de un amplificador sumador que suma o suma las tensiones de entrada. Este tipo de circuitos de amplificación operativa se conoce comúnmente como amplificador diferencial. Conectando cada interno de entrada a 0v de tierra podemos utilizar la superposición para resolver la tensión de salida Vout. La ecuación de la Vout es

V out=-v1(R3/R1)+V2(R4/R2+R4)(R1+R3/R1)

En esta ecuación R1=R2;y R3=R4 entonces utilizando esta ecuación

V out=R3/R1(V2-V1) .

Si todas estas resistencias tienen los mismos valores óhmicos, es decir, R1=R2=R3. Entonces el circuito se convertirá en un op amperio diferencial de ganancia unitaria.

Aplicaciones de los amplificadores diferenciales

• Se utiliza como circuito de realimentación negativa en serie mediante el uso de amplificadores operacionales
• En general, se utiliza un amplificador diferencial que actúa como circuito de control de volumen.
• El amplificador operacional diferencial puede utilizarse como circuito de control de ganancia automático.
• Algunos de los amplificadores operacionales diferenciales pueden utilizarse para la modulación de amplitud.

Amplificadores operacionales inversores

Un amplificador inversor es un circuito de bucle cerrado en el que el circuito del amplificador operacional se conecta con la realimentación para producir la operación de retroalimentación. Cuando se trata de amplificadores operacionales hay dos reglas muy importantes que hay que recordar sobre el amplificador inversor, estas son que no fluye corriente al terminal de entrada. Y que V1 siempre es igual a V2. Sin embargo, en los circuitos de amplificadores operacionales del mundo real estas dos reglas se rompen ligeramente.

Esto se debe a que la unión de la señal de entrada y retroalimentación está al mismo potencial que la entrada positiva, que está a 0 voltios o a tierra, entonces la unión es una tierra virtual.

Debido al nodo de tierra virtual, la resistencia de entrada del amplificador es igual al valor de la resistencia de entrada, R in, y la ganancia de bucle cerrado del amplificador inversor puede ajustarse mediante la relación de las dos resistencias externas.

Ya hemos dicho que hay reglas muy importantes que hay que recordar sobre el amplificador inversor o cualquier amplificador operacional, que se muestran a continuación

• No fluye corriente a los terminales de entrada
• La tensión diferencial de entrada es 0, ya que V1=V2=0.

Entonces, utilizando dos reglas podemos derivar la ecuación calculando la ganancia en bucle cerrado de un amplificador inversor

I=(Vin-Vout)/(Rin+Rf)

Por tanto, I=(Vin-V2)/Rin

I=(V2-Vout)/Rf

La ganancia en bucle cerrado viene dada por Vout/Vin=Rf/Rin

La ganancia de tensión en bucle cerrado es igual a Vout = -Rf/Rin*Vin

El signo negativo en la ecuación indica una inversión de la señal de salida con respecto a la entrada, ya que está 180 grados fuera de la fase

Aplicaciones del amplificador inversor

• El amplificador inversor se utiliza plenamente para el sumador de tensión o el amplificador sumador
• El amplificador inversor es aplicable para el amplificador de escala de verano.
• Es aplicable para el amplificador equilibrado.

Amplificador no inversor

Amplificador no inversor en el que la salida está en el mismo sentido o en fase con la entrada. En este circuito, la señal se aplica a la entrada no inversora del amplificador operacional. Sin embargo, la retroalimentación se lleva desde la salida a través de una resistencia a la entrada inversora del amplificador operacional, donde otra resistencia se lleva a tierra. El amplificador básico no inversor se muestra en la figura

La ganancia del circuito amplificador no inversor del amplificador operacional es fácil de determinar y la salida del amplificador no inversor es igual a las tensiones de entrada. Por tanto, la ganancia del amplificador es muy alta.

Como la entrada del amplificador óptico no consume corriente, esto significa que la corriente que circula por las resistencias R1 y R2 y la tensión en ambas entradas es la misma. La ecuación del amplificador no inversor puede denominarse Vout/Vin =Av=1+R2/R1.

Aplicaciones del amplificador no inversor

• Un amplificador no inversor utiliza una conexión de retroalimentación negativa del divisor de tensión.
• Aquí la ganancia de tensión es siempre mayor que 1.

Seguidor de tensión

Un seguidor de tensión (también llamado amplificador de ganancia unitaria, amplificador de amortiguación y amplificador de aislamiento) es un circuito de amplificador óptico que tiene una ganancia de tensión de 1.

Esto significa que el amplificador óptico no proporciona ninguna amplificación a la señal. La razón por la que se denomina seguidor de tensión es porque la tensión de salida no proporciona la tensión de entrada.

Un circuito de op-amp tiene una impedancia de entrada muy alta. Esta alta impedancia de entrada es la razón por la que se utiliza el seguidor de tensión. La carga exige y consume una gran cantidad de corriente. Esto hace que las fuentes de alimentación consuman una gran cantidad de energía. Los seguidores de tensión también se denominan amortiguadores de tensión.

Aplicaciones de los seguidores de tensión

• Alta impedancia de entrada y muy baja impedancia de salida
• Los seguidores de tensión se utilizan generalmente para aislar unas etapas de otras.
• El seguidor de tensión también se denomina tampón de tensión.

Amplificador sumador

El amplificador sumador es una de las aplicaciones del amplificador operacional inversor, pero si añadimos otra resistencia de entrada de igual valor que la otra resistencia de entrada, Rin acabará siendo otro amplificador operacional llamado amplificador sumador.

También es como un símbolo de circuito sumador de voltaje en las tensiones de entrada del amplificador sumador V1, V2, V3 y las resistencias de entrada son Rin, las resistencias de retroalimentación son Rf. Así que el amplificador sumador se muestra en la figura

-Vout=Rf/Rin(V1+V2+V3...etc)

Aplicaciones del amplificador sumador

• El amplificador sumador también se denomina amplificador bipolar o convertidor unipolar.
• El amplificador sumador es un convertidor de digital a analógico

Créditos de las fotos