Amplificador operacional inversor.

Hola de nuevo a todos.

En este artículo vamos a ver como funciona un amplificador inversor con un operacional. El que utilizaremos en concreto para este artículo es el mismo de un artículo anterior relacionado con este: El TL081C.

En este amplificador la salida está desfasada 180 grados con respecto a la entrada (la invierte). Es evidente, ya que la señal entra por la entrada negativa (inversora). Sea el siguiente esquema:

La resistencia R3 será la siguiente:

R3 = \frac {R1 \cdot R2}{R1 + R2} = \frac {1k \cdot 3k}{1k + 3k} = 750 \Omega

Según vimos en un artículo anterior, para reducir la tensión de error de salida del operacional colocamos la resistencia R3. En este caso se pone de forma testimonial, ya que el nivel de entrada es elevado, con lo que si amplificamos en alterna no es necesaria.

En el caso de que R2 sea mucho mayor que R1, se suele hacer que R1 y R3 sean iguales. También se puede prescindir de ella (R3) si los niveles de entrada son altos o se amplifica en alterna.

La ganancia del amplificador sería la siguiente:

Av = - \frac {R2}{R1} = \frac {3k}{1k} = 3

La ganancia de tensión en decibelios sería la siguiente:

Av = -20 \cdot log (\frac{R2}{R1}) =  -9.54 \ dB

La simulación del transitorio sería la siguiente (VG1 = 4 voltios):

Haz click para ampliar.

Vemos en primer lugar, que como suponíamos la salida esta desfasada 180 grados con respecto a la entrada. Vemos también que encajan los resultados de la simulación con la teoría (la ganancia es de 3).

Vamos a subir la tensión de entrada a 5 voltios, para comprobar que el circuito presenta distorsión:

Haz click para ampliar

Vamos a subir la tensión de alimentación a 18 voltios, y vamos a simular de nuevo para comprobar que esta vez la distorsión no aparece:

Haz click para ampliar

Con tensiones mayores presentaría distorsión. Hay que tener en cuenta que lo estamos alimentando con 18 voltios, que es el valor máximo absoluto. Para ser prudente deberíamos alimentarlo con menos tensión, para dar mayor vida al componente.

Vamos por último a elevar la ganancia a 50 e introducir en el amplificador una señal de 240 mili-voltios máximo, para que no haya distorsión:

240 \ mV \cdot 50 = 12V

Hacemos R3 igual a R1, ya que R2 es muy elevada (50k). La salida de la simulación del transitorio será la siguiente:

Haz click para ampliar

Y esto es todo. En el próximo artículo, haremos un montaje practico con los operacionales inversores y no inversores, así estreno el nuevo osciloscopio que me he comprado. 🙂

REFERENCIAS:

Electrónica, Segunda Edición. Allan R. Hambley

Autor: Jose Mari Dominguez

Ingeniero Técnico Electrónico y administrador del blog. Aficionado a todo lo que esté relacionado con la electrónica, informática y la tecnología. Actualmente estudia el grado de Informática en la UNED @300baudios

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