Actividad Nº4: Amplificadores operacionales

Amplificadores Operacionales

En esta nueva actividad lo que haremos sera aprender aun mas sobre los amplificadores operacionales, pero no seguiremos viendo solo la teoría, lo que vamos a hacer es ver su funcionamiento practico.

Información sobre amplificadores operacionales

En este trabajo práctico utilizaremos el amplificador operacional LM 741, a continuación indicaremos su pinout.

 

En la primera experiencia armamos el circuito denominado como Amplificador Inversor. Pero sumandole a la entrada un divisor resistivo con un preset.

 

Donde la formula de Vout es: Vo = -Vi * (R2 / R1)

Al medir el divisor resistivo con el preset todo hacia la izquierda nos dio exactamente 1.14V, en el centro nos dio aproximadamente 0V y todo hacia la derecha nos dio -1.21V.

Vs [V]	Vo[V]
0,96	-8,95
0,95	-8,95
0,79	-8,93
0,52	-8,02
0,18	-2,73
0	0
-0,02	3,2
-0,41	6,38
-0,52	8,14
-0,85	9,58
-1,02	9,58

El circuito por lo visto en el gráfico no se comporta linealmente y demuestra que se lo llama inversor debido a que al ingresarle una  tensión positiva a la salida obtengo tensión negativa y viceversa.

Luego pasamos a medir en modo X - Y donde muestra un gráfico siendo Y la Vs y siendo X la Vo. Teniendo en la entrada una señal triangular de 2Vpp con una frecuencia de 1KHz.

Por la formula de ganancia vista anteriormente sabemos que la ganancia es de 15 veces, que sería 23.52dB y al variar la tensión de entrada siempre y cuando no se sobrepase el 75% de los valores máximos admisibles, en la ganancia no se va a producir ninguna variación.

Si cambiamos la R2 que es la Resistencia de realimentación a 220K la ganancia aumentara, en cambio si disminuyo la R1 la ganancia disminuira.

Si quitamos la RL o Resistencia de carga no varía la ganancia ya que como se ve en la formula no depende de ella.

Si al pin 4 donde esta conectada la carga negativa lo mandamos a GND la tensión queda fija en 9.12V salvo cuando se llega a los extremos del preset donde cae abruptamente.

Ahora, si desconectamos el puente J1 que seria la alimentación de continua y en vez de ello le inyectamos una señal senoidal menor a 400mVpp con una frecuencia de 1KHz nos da la siguiente tensión de salida.

Si aumentara demasiado la tensión de entrada el circuito llega a un momento donde ya no puede dar mas tensión y es donde empieza a recortar la señal así dando la máxima tensión como muestra la siguiente imagen.

Al aumentar la ganancia a 1MHz, la ganancia empieza a dejar de responder al cociente entre R2 y R1, a diferencia de si utilizara un TL082 no ocurriría, en el caso del 741 lo que sucede es que a partir de esa frecuencia empieza a atenuar la señal y en el TL082 no sucede ya que la frecuencia máxima hasta donde sigue manteniendo la relación es al rededor de los 5MHz.

En la segunda actividad armamos un Amplificador No Inversor donde el circuito es el siguiente.

Donde la formula de Vout es la siguiente:  Vo = Vi * (1 + (R2 / R1))

Ahora vamos a ir mostrando diferentes mediciones que fuimos haciendo al ir aumentando la tension de entrada de la señal la cual era de 1KHz hasta que llegue a recortar.

En el caso de que hagamos un cortocircuito en la resistencia de realimentación y se convierta en un buffer la ganancia pasa a ser 1, Este circuito se lo utiliza normalmente para separar etapas y por eso mismo también es conocido como "separador" y se lo utiliza para adaptar impedancias, es decir eliminar los efectos de cargas importantes.

Para Calcular la Ri del operacional, lo que se puede hacer es conectar una fuente de continua a una resistencia cuyo valor conocemos, esa resistencia a la pata positiva del operacional y a la pata inversora conectarla a masa, todo esto sin alimentacion.
Medimos la tension entre la fuente y masa, luego medimos la tension en la resistencia, con la tension calculamos la corriente y luego lo unico que hay que hacer es la tension total menos la tension en la resistencia sobre la corriente y asi obtenemos la Ri del operacional