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CAPITULO 2 AMPLlFICADORES LINEALES BASICOS.

I.OBJETI VO:

El proposito de esta serle de experimentos es e1 de comprobar el funcionamiento de las siguientes configuraciones basicas.

'* Amplificador inversor.

* Amplificador no inversor.

* Ampliflcador sumador .

* Ampliflcador diferencial.

II. LISTA DE MATERIAL Y EQUIPO.

6 LM741C

3 Capacltorcs de O.l F, 50 v.

7 Resistencias de 10 Kohm, 1/4 W.,

2 Resistencias de 33 Kohm, 1/4 w.

S Resistencias de 100 Kohm, 1/4 W.

2 Potenciometros de 100 Kohm, 10 vueltas.

1 Base experimental.

1 Osciloscopio de doble canal.

1 Multimetro digital.

1 Generador de funcioncs.

t Fuente de alimentacion dual.

IV. FUNDAMENTOS TEORICOS:

AMPLIFICADOR INVERSOR.

Sin condensador de acoplamiento el circutto de la figura 1, constituye un amplificador Inversor basico cuyas ecuaciones de operacion son :

Avm =

-R2

Rl

Ganancia de voltaje

Rin .. =

R1

Resistencia de entrada

BW =| GBW/Avm|

Ancho de banda

en donde GBW es al producto ganancia-ancho de banda del amplif1cador operaclonal, un valor tipico es de 1 MHz para ampliflcadores de proposito general como el 741. Con el condensador Cl el circuito de la figura 1 se constituye en un amplificador Inversor de C .A. Y su funcionamiento esta dado por:

A =

vm

fL=1/(2r1c1)

Mietras que Ia frecuencia de corte se define, como la frecuencia a la cual la ganancia disminuye al 70.. 7% de su valor a frecuencias medias (rango de frecuencia en donde la ganancia de voltaje es sensiblemente constante .

c x (s

-R

2

R

1

Ganancia compleja.

Ganancia a frecuencias

medias.

Frecuencia de corte inferior,

Hz

1

/lMPLU'ICADOR NO INVEIc'L circuito de la figura 2, can 10s interruptores 51

abinrto Y 52 ccrrado, sc uLJticnc 1.:1 configuraci6n del

amp 1 i f i citdor no invcn~or b~sico, cuyas ccuaciones de

operaci6n ~on:

A

vm

1 +

R2 R)

Ganancia de vo1taje

Cuando se cierra el interruptor S1 y se abre el interrupter S2 del circuito de la figura 2, se obtiene un amplificador no inversor de C.A. y su funcionamiento esta dado par las siguientes ecuaciones:

Ganancia a frecuencias medias

Avm=1+ R2/R1

fL=1/(2R1C1)

frecuencia de corte superior ..

A (s) =

v

(1+R2/R1)x(s/s+(1/RinCin))x(s+(1/(R1+R2)C1)

Ganancia de voltaje compleja.

Frecuencia de corte inferior

Impedancia de entrada compleja..

~i =- frccuencia compleja u ope radar de Laplace. (mw - I'nx.lucto ganancia-ancho de banda..

Zin Is) = R1n +

Rin = 00

Resistencia de entrada

BW =

GBW

Avm

I

Ancho de banda

1

sC.

10

fH =/ ~ /

0 bien si Rl = R2 = R

1a expres16n queda como

Al disenar se selecciona R

i

10 m4s grande que 'sea posi

n

bie para tener una alta impedancia de entrada y C. se

1n

dctermina de

f

2

J. 27TRinCin

en don de f 2 corresponde a 1a frecuencia del polo product

do par e 1 circui to de entrada y se recomienda que

fL f2 = 10

con el fin de que la frecuencia de corte esb1 determina da par la red Rl - Cl del circuito amplificador.

AMPLIFICADOR SUMADOR.

La caracteristica del amplificador del circuito de 1a figura 3, as que suma 108 voltajes de las entradas y cambia de signa 0 invierte e1 resultado. La expresi6n para cl voltajc de sallda es

v =

0

RF

-v

Rl I

~ - Vz

RZ

~

V = - -(V + V )

0 R I Z

'" .~

/ I

v.

Notas Hi ampliflcitdor seguicJor de voltaje que acompaiia

tll amp11f1cador aunador de In f.1qura 3, solo os con el

propoalto de demostcaci6n.

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL.

El e1reu1to formado par los alemcntos Rl' R2' R3' R4 Y

1\2 de 1s figurs 4, consti tuye a un smpl1ficador d1feren

~.

c1al badeo. La exprC!s16n para e1 v01taje de aal1da ea

R

V - 2

0 - RilV2 - VI'

Y necesariamenw R2 = R4 Y R1 - R3

1 c1rculto inversor At que acompafia a1 amplificador d1 forencial de la figura 4, solo es con el proposito de

demostrac16n. Como se puede observar en la expresi6n

del voltaje de salida, V es proporcional a 1a diferen

. 0

cia de lOB v01tajes de entrada V1 y V2"

PROCEDIHIENTO'

IIHPI,IFICIIDOR INVERSOR BIISICO.

1. Jmplemcntc 01 circuito de la f1gura 1. Conecte la s~ lids del divisor de voltaje a la entrada CD del ampl!

ftendor.

2. Apliquc cnerqla i1 1a base experimental y con el mult!

..

/ I

v.

Notas Hi ampliflcitdor seguicJor de voltaje que acompaiia

tll amp11f1cador aunador de In f.1qura 3, solo os con el

propoalto de demostcaci6n.

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL.

El e1reu1to formado par los alemcntos Rl' R2' R3' R4 Y

1\2 de 1s figurs 4, consti tuye a un smpl1ficador d1feren

~.

c1al badeo. La exprC!s16n para e1 v01taje de aal1da ea

R

V - 2

0 - RilV2 - VI'

Y necesariamenw R2 = R4 Y R1 - R3

1 c1rculto inversor At que acompafia a1 amplificador d1 forencial de la figura 4, solo es con el proposito de

demostrac16n. Como se puede observar en la expresi6n

del voltaje de salida, V es proporcional a 1a diferen

. 0

cia de lOB v01tajes de entrada V1 y V2"

PROCEDIHIENTO'

IIHPI,IFICIIDOR INVERSOR BIISICO.

1. Jmplemcntc 01 circuito de la f1gura 1. Conecte la s~ lids del divisor de voltaje a la entrada CD del ampl!

ftendor.

2. Apliquc cnerqla i1 1a base experimental y con el mult!

..

.cu

. ,

m~tro d~g~tal t~e lecturas

riar 1a posicH5n del C?Ursor

~, Rea~ice lecturas de Vi Y V 0

.f'- negjitivos, auxiliandose del

de Vi' Y !V 0' haciendo va del potenciometro. con valores positivos Y

interruptor 51.

v