Amplificador operacional con fuente unica
Para amplificar una señal ac se necesita una fuente dual, es decir un voltaje positivo y un voltaje negativo, si se carece de alguno de estos voltajes la señal saldrá recortada. En los amplificadores realizados con transistores se usa una sola fuente de alimentación y la amplificación no presenta problema, la razón de esto es la red de resistencias y condensadores que se usa. Este mismo tipo de red se puede usar para los amplificadores operacionales y hacer que amplifiquen una señal ac sin ningún tipo de error haciendo solo uso de una fuente sencilla. Hay dos circuitos para amplificar una señal ac con un operacional polarizado con fuente única, el circuito inversor y el no inversor.
Descarga la simulación en proteus 7.9 de amplificador operacional con fuente única aquí.
Descarga la simulación en proteus 8.3 de amplificador operacional con fuente única aquí.
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Circuito amplificador inversor.
A tener en cuenta:
- La señal de salida es invertida con respecto a la señal de entrada.
- La ganancia esta dada por:
- El valor de la impedancia del condensador C1 debe ser aproximadamente el 1% o menos del valor de R1. Esto con el fin de no afectar el funcionamiento del circuito. La ecuación para hallar C1 es la siguiente:
Donde f es la frecuencia de la señal de entrada.
- El valor de cada resistencia del divisor de voltaje entre +V y tierra, es 2 veces R2. Esto con el fin de balancear el circuito.
- Si hay RL el valor del condensador C2 esta dado por la siguiente ecuación:
Y si no hay RL el valor del condensador C2 puede ser cualquiera.
- Los condensadores pueden ser electrolíticos o cerámicos. En caso de ser electrolíticos en el circuito aparece como deben ir conectados.
Ejemplo. Se desea amplificar una señal de entrada de 1 voltio de amplitud pico. Tener una ganancia de 3. La frecuencia es de 10 kHz. Se cuenta con una fuente de 10V. El valor de la carga es de 10k ohmios. Realice el diseño.
Solución. Se escoge R2 con un valor de 15k, entonces el valor de R1 debe ser de 5k, para cumplir con la ganancia deseada. El valor del divisor cada resistencia del divisor de voltaje entre +V y tierra es de 30k, ya que deben ser el doble de la resistencia R2. El valor de C1 es el siguiente:
El valor de C2 esta dado por:
Se usa el LF351. Finalmente el circuito queda de la siguiente manera.
Y la simulación es la siguiente:
Las señales verde y morada son las señales de entrada y salida respectivamente. Las señales amarilla, azul y roja son señales intermedias. Se puede ver que la señal de salida esta invertida con respecto a la entrada, y que tiene ganancia de 3 veces.
Circuito amplificador no inversor.
A tener en cuenta:
- La señal de salida no es invertida con respecto a la señal de entrada.
- La ganancia esta dada por:
- El valor de la impedancia del condensador C1 debe ser aproximadamente el 1% o menos del valor de R2. Esto con el fin de no afectar el funcionamiento del circuito. La ecuación para hallar C1 es la siguiente:
Donde f es la frecuencia de la señal de entrada.
- El valor de la impedancia del condensador C2 debe ser aproximadamente el 1% del valor de R1. Esto con el fin de no afectar el funcionamiento del circuito. La ecuación para hallar C2 es la siguiente:
Donde f es la frecuencia de la señal de entrada.
- El valor de cada resistencia del divisor de voltaje entre +V y tierra, es 2 veces R2. Esto con el fin de balancear el circuito.
- Si hay RL el valor de C3 esta dado por:
Y si no hay RL el valor del condensador C3 puede ser cualquiera.
- Los condensadores pueden ser electrolíticos o cerámicos. En caso de ser electrolíticos en el diagrama aparece como deben ir conectados.
Ejemplo. Se desea amplificar una señal de entrada de 1 voltio de amplitud pico. Tener una ganancia de 3. La frecuencia es de 10 kHz. Se cuenta con una fuente de 10V. El valor de la carga es de 10k ohmios. Realice el diseño.
Solución. Se escoge R2 con un valor de 10k, entonces el valor de R1 debe ser de 5k, para obtener la ganancia pedida. El valor del divisor cada resistencia del divisor de voltaje entre +V y tierra es de 20k, ya que deben ser el doble de la resistencia R2. El valor de C1 es el siguiente:
El valor de C2 es el siguiente:
El valor de C3 esta dado por:
Se usa el LF351. Finalmente el circuito queda de la siguiente manera.
Y la simulación es la siguiente:
Las señales verde y morada son las señales de entrada y salida respectivamente. Las señales amarilla, azul y roja son señales intermedias. Se observa como la señal de salida no está invertida respecto a la señal de entrada, y que tiene ganancia de 3 veces.
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Gracias, excelente trabajo. Me sirvió para resolver el problema que tenía.
ResponderBorrarExcelente tutorial.....apesar del tiempo tiene vigencia absoluta, reactive conocimientos.... gracias....desde Colombia
ResponderBorrarHola!
ResponderBorrarComo es el calculo de C1 y C3 capacitores de acoplo, a 3dB, si asigno 1.5 dB respectivamente. Gracias por su feedback.
Te felicito, por fin una explicación clara y sencilla!
ResponderBorrarMuchísimas gracias... Era justo lo que necesitaba...
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