Amplificador integrador
Un amplificador integrador realiza la función matemática de la integración es decir la señal de salida es la integral de la señal de entrada. El circuito es como se muestra a continuación:
La ecuación de salida es la siguiente:
Donde k representa la carga inicial del condensador. El amplificador integrador presenta el inconveniente de que si la señal de entrada es una señal dc o tiene una componente dc, se satura y ya no integra. Este problema no se puede solucionar pero se puede controlar agregando una resistencia en paralelo al condensador que lo que hará es limitar la ganancia en dc del integrador. El circuito queda de la siguiente manera:
La ecuación de salida aproximada es la siguiente:
Donde vac es la componente ac de la señal de entrada y vdc es la componente dc de la señal de entrada. Por lo tanto si la señal de entrada no tiene componente dc la señal de salida es la siguiente:
Y si la señal de entrada no tiene componente ac la señal de salida es la siguiente:
Los valores de las resistencias RF y R varían dependiendo de la componente ac de entrada, si es una señal senoidal, cuadrada o triangular. Las ecuaciones de diseño son las siguientes:
Señal senoidal:
Señal cuadrada:
Señal triangular:
Además:
El valor de R+ esta dado por:
Tenga en cuenta:
- R+ es una resistencia que se coloca para balancear el circuito (eliminar corriente de bias).
- La función de RF es limitar la ganancia de la componente dc de la señal de entrada.
- A es la ganancia de la componente ac de la señal de entrada.
- El valor de C es libre.
- Normalmente el voltaje offset por defecto que tiene un amplificador operacional está en el orden de los milivoltios.
Para entender mejor se realizarán tres ejemplos.
Descarga la simulación en proteus 7.9 de amplificador integrador aquí.
Descarga la simulación en proteus 8.3 de amplificador integrador aquí.
Descarga la simulación en proteus 7.9 de amplificador integrador aquí.
Descarga la simulación en proteus 8.3 de amplificador integrador aquí.
Ejemplo 1. Realice un amplificador integrador para una señal senoidal de 1vp @ 10kHz con ganancia de 1.
Solución. Se escoge C de un valor de 10nF. Ahora se halla R:
Ya con R se halla ahora RF:
Y finalmente se halla R+:
El circuito final es el siguiente:
La simulación es la siguiente:
La señal de entrada es de color verde, y la señal de salida es de color amarillo. Se puede observar que la ganancia es 1, y que la señal de salida es una señal coseno, que es la integral de una señal seno.
Ejemplo 2. Realice un amplificador integrador para una señal cuadrada bipolar de 1vp @ 10kHz con ganancia de 2:
Solución. Se escoge C de un valor de 10nF. Ahora se halla R:
Ya con R se halla ahora RF:
Y finalmente se halla R+:
El circuito final es el siguiente:
La simulación es la siguiente:
La señal de entrada es de color verde, y la señal de salida es de color amarillo. Se puede observar que la ganancia es exactamente 2, y que la señal de salida es una señal triangular bipolar, que es la integral de una señal cuadrada.
Ejemplo 3. Realice un amplificador integrador para una señal triangular bipolar simétrica de 1vp @ 10kHz con ganancia de 0.5:
Solución. Se escoge C de un valor de 10nF. Ahora se halla R:
Ya con R se halla ahora RF:
Y finalmente se halla R+:
El circuito final es el siguiente:
La simulación es la siguiente:
La señal de entrada es de color verde, y la señal de salida es de color amarillo. Se puede observar que la ganancia es exactamente 0.5, y que la señal de salida es una señal parabólica bipolar, que es la integral de una señal triangular.
Hola esta genial la informacion solo que no me queda claro el valor de R+ ¿a que se operacion se refiere o cual es la funcion del simbolo de paralelo?
ResponderBorrarHola Emmanuel
BorrarLa funcion de R+ es eliminar la corriente de bias. El símbolo paralelo || se refiere a que R+ es igual al paralelo entre RF y R. La operacion como tal es la siguiente: R+ = RF||R = RF*R/(RF+R).
Espero te sirva.
¿como obtuviste las ecuaciones de diseño? no he podido deducirlas, por ejemplo la de señal cuadrada de entrada
ResponderBorrarque pasa si no le pongo la R+? xfa
ResponderBorrarHola Yael
BorrarLa resistencia R+ se coloca con el fin de eliminar la corriente de bias Ib, esta corriente se presenta debido a que los amplificadores operacionales no son ideales. No es necesario colocarla siempre y cuando uses resistencias que están en el orden de los kiloohmios hasta los cientos de los kiloohmios, si llegas a usar resistencias mas grandes por el orden de Megaohmios entonces si es necesario usarla ya que el error de la corriente de bias comienza a afectar al amplificador. Puede buscar en internet mas sobre este tema por corriente de bias y corriente de offset.
Espero te sirva...
¿Cómo saco la frecuencia límite?
ResponderBorrarfL=1/2pi*R1*C
BorrarHola! Excelente blog, me ha dejado ciertas cosas claras. Tengo una pregunta. Cómo podría realizar el cálculo del voltaje de salida y la ganancia de voltaje aún si no agrego la Rf? Se que esa resistencia evitará que la ganancia de voltaje sea infinita pero le he preguntado a mi profesor y me dice que hay una forma de calcularlo mas no me dice como, me dice que tengo que investigarlo y he leído mucho sobre el tema pero no consigo información precisa. Por favor ayudenme
ResponderBorrarSaludos. Excelente informacion. Me podrias sugerir buena bibliografia para profundizar en este tema?. Mil gracias
ResponderBorrarSaludos, pero si quiero saber cual es la señal de salida Vo, cuales serían los parametros para la señal de entrada? gracias
ResponderBorrarHola buen dia, si yo quiero un integrador para frecuencias entre un rango que frecuencia deberia de usar para hacer la operacion? si yo quiero usar frecuencias entre 1 a 10k HZ que valor escojo
ResponderBorrarAyuda
ResponderBorrarTengo una duda estoy coloncado con una ganancia de 5 y una frencuencia 7khz para senoidal y simulador en salida una onda cuadrada
ResponderBorrarHola buenas¿Cuál es su correo electrónico?Me gustaría preguntarle sobre un ejercicio que tengo.Un saludo
ResponderBorrarcomo se saca A (ganancia)
ResponderBorrarHola, como se saca la ganancia?
ResponderBorrarHola, gracias por el aporte, me fue muy útil. Mi pregunta es la siguiente, ¿Cómo hiciste para llegar a la ecuación de la onda senoidal? O sea, se que parte de la última ecuación, pero en que parte se le agrega el Pi y la frecuencia?
ResponderBorrarHola cordial saludos a todos. Excelentes los aportes de este blog. Gracias.
ResponderBorrarhi guys!
ResponderBorrarCould you update the link to make the simulation in Proteus?
thanks.
Genial está página web 🙂
ResponderBorrarNo sw pueden descargar los archivos de las simulciones?
ResponderBorrarINTERESANTE
ResponderBorrarSi cambio el condesador por 10pf como hago la ecuacion gracias
ResponderBorrarDe q libros sacaste esas fórmulas?
ResponderBorrarexcelente informacion,
ResponderBorrarmuchas gracias
Hola como puedo descargar los simuladores del amplificador integrador ya que me pide acceso
ResponderBorrar