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EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Se considerará un Amplificador Operacional (A.O.) ideal para todos los casos
La impedancia de entrada es alta
La impedancia de salida es baja
La corriente 𝑰 𝟏
𝟐
El voltaje 𝑽
𝟏
𝟐
𝟐
𝟏
La ganancia de voltaje es la relación entre el voltaje de salida y el voltaje de entrada
𝑣
0
𝑖
Ejemplo 1: Para el siguiente circuito, hallar el voltaje de salida 𝑣
0
𝑣
Se etiquetan nodos y corrientes de rama
2
1
1
2
= 0 Aplicando LCK en el nodo 𝑉
1
𝑎
1
𝑏
1
1
0
0
0
0
0
0
𝑣
0
𝑖
𝑣
𝑣
Ejemplo 2 : Para el siguiente circuito, hallar el voltaje de salida 𝑣 0
𝑣
Se etiquetan nodos y corrientes de rama
2
1
2
1
𝑎
1
𝑏
1
1
3
3
3
3
3
3
𝑏
𝑐
𝑑
1
3
3
3
0
0
0
0
0
Diseño Con Amplificador Operacional
Una de las primeras aplicaciones de los A. O. fue construir circuitos que realizaban
operaciones matemáticas como suma, resta, multiplicación, división, diferenciación
e integración.
1. Amplificador Inversor: Esta configuración toma cualquier voltaje de entrada
𝑖𝑛
e invierte su polaridad y a su vez la amplifica a la salida 𝑣
0
2
1
2
1
𝑎
1
𝑏
𝑖
1
1
1
0
𝑓
𝑖
1
0
𝑓
𝑖
1
0
𝑓
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑓
1
𝑖
Ejemplo 4 : Para el siguiente circuito, hallar el voltaje de salida 𝑣 0
𝑣
0
𝑓
1
𝑖
0
0
La ganancia de voltaje será
0
𝑓
1
𝑖
𝑣
0
𝑖
𝑓
1
𝑣
𝑣
2. Amplificador NO – Inversor: Esta configuración toma cualquier voltaje de
entrada 𝑣
𝑖𝑛
lo amplifica a la salida y la polaridad es la misma que la del 𝑣
𝑖𝑛
1
2
𝑖
2
1
𝑎
1
𝑏
1
1
1
0
𝑓
𝑖
1
𝑖
0
𝑓
𝑖
𝑓
𝑖
1
0
1
𝑖
1
𝑖
𝑓
0
1
𝑖
1
𝑓
0
1
0
1
𝑓
1
𝑖
0
𝑓
1
𝑖
Ejemplo 4 : Para el siguiente circuito, hallar el voltaje de salida 𝑣 0
𝑣
0
𝑅
𝑓
𝑅
1
𝑖
0
20 𝐾Ω
5 𝐾Ω
0
0
0
𝑣
0
𝑖
𝑓
1
𝑣
𝑣
3. Amplificador Sumador: Esta configuración toma varias señales de voltaje de
entrada 𝑣
𝑖𝑛
lo amplifica a la salida y la polaridad es invertida.
0
𝑓
1
1
𝑓
2
2
𝑓
3
3
𝑓
𝑛
𝑛
Ejemplo 5 : Para el siguiente circuito, hallar el voltaje de salida 𝑣
0
6. Amplificador Integrador: Esta configuración toma cualquier voltaje de
entrada 𝑣
𝑖𝑛
lo integra e invierte la señal de salida.
2
1
2
1
𝑎
𝑐
𝑖
1
1
0
𝑖
0
𝑖
0
𝑖
0
0
𝑖
Ejemplo 8: Diseñar un amplificador inversor que tenga una ganancia de 10
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑖
𝑉
𝑓
1
𝑓
1
Asumiendo 𝑅 𝑓
1
1
1
Ejemplo 9 : Diseñar un amplificador NO – Inversor que tenga una ganancia de 10
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑖
𝑉
𝑓
1
𝑓
1
Asumiendo 𝑅
𝑓
1
1
1
DISEÑO CON A.O. PARA RESOLVER FUNCIONES CON n INCÓGNITAS
Suponer la función dada. Diseñar un sistema con A.O. que la resuelva
Haciendo un diagrama de bloque que represente el problema planteado
Para la entrada 3 𝑥, se debe diseñar un amplificador NO inversor con 𝐴
𝑣
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑖
𝑉
𝑓
1
𝑓
1
Asumiendo 𝑅
𝑓
1
1
1
Para la entrada − 5 𝑦, se debe diseñar un amplificador inversor con 𝐴 𝑣
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑖
𝑓
1
𝑓
1
Asumiendo 𝑅
𝑓
1
1
1
Diseñar el amplificador inversor − 2 𝑥
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑖
𝑓
1
1
1
Diseñar el amplificador NO inversor 6 𝑦
𝑉
0
= ( 1 +
𝑅
𝑓
𝑅
1
) 𝑉
𝑖
⟹
𝑉
0
𝑉
𝑖
= 6 = 1 +
𝑅
𝑓
𝑅
1
⟹ 6 − 1 =
𝑅
𝑓
𝑅
1
⟹ 5 =
25 𝐾Ω
𝑅
1
⟹ 𝑅
1
= 5 𝐾Ω
Diseñar el amplificador NO inversor 8 𝑧
𝑉
0
= ( 1 +
𝑅
𝑓
𝑅
1
) 𝑉
𝑖
⟹
𝑉
0
𝑉
𝑖
= 8 = 1 +
𝑅
𝑓
𝑅
1
⟹ 8 − 1 =
𝑅
𝑓
𝑅
1
⟹ 7 =
49 𝐾Ω
𝑅
1
⟹ 𝑅
1
= 7 𝐾Ω
Diseñar el amplificador inversor − 12 𝑤
0
𝑓
1
𝑖
0
𝑖
𝑓
1
1
1
