Hola otra vez. En esta ocasión vamos a ver el primero de una serie de artículos destinados a los amplificadores operacionales. Las simulaciones las haremos con Tina 9 (Texas Instruments).

Estos artículos complementan el artículo que hice ya hace algún tiempo haciendo una introducción a los amplificadores operacionales.

Veamos el siguiente circuito. Este constituye un amplificador con un operacional no inversor, es decir, que la salida está en fase con la entrada.

La ganancia del circuito es la siguiente:

Av = 1 + \frac {R2}{R1} = 1 + \frac {3k}{1k} = 4

La ganancia de tensión en este caso, es de 4. En decibelios sería:

Av (dB) = 20 \cdot log (\frac {Vout}{Vin}) =20 \cdot log (4) = 12 \ dB

Si le aplicamos dos voltios de pico a la entrada, a la salida tendremos la siguiente gráfica:

Con los dos marcadores en la cresta de ambas gráficas, obtenemos lo siguiente:

Vemos que la salida sale clavada, 4 veces de ganancia.

Hay que comentar que el nivel sin distorsión de salida, está limitado por dos factores: La tensión maxima de entrada del AO y la corriente de salida del mismo. Esta ronda aproximadamente los 20 miliamperios.

Vemos en la gráfica siguiente como se deforma la tensión de salida cuando la carga la reducimos a 200 ohmios (depende del operacional y por supuesto lo que nos “diga” el modelo del componente en cuestión).

Volvamos a subir la resistencia de carga a 1k y la tensión de entrada a 3 voltios (recordemos que la ganancia es de 4). La gráfica de salida es la siguiente:

Hay también distorsión como queríamos demostrar (cqd). 🙂

El limite estará en este caso en una tensión ligeramente inferior, ya que 3 voltios por una ganancia de 4 da una salida de 12, cosa que el operacional no puede entregar si es que lo alimentamos a 12 voltios.

Si le subimos la tensión de alimentación a 18 voltios (tensión máxima absoluta), nuestra anterior gráfica sería la siguiente:

Tendríamos 12 voltios de pico sin distorsión.

En fin, en este muy breve artículo hemos visto un poquito del amplificador no inversor con operacional. En próximos artículos seguiremos adentrándonos en estos componentes tan necesarios.

El esquema de la simulación lo podéis bajar de este enlace: Amplificador_Operacional_01

REFERENCIAS:

Electrónica, Segunda Edición. Allan R. Hambley

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