Reporte Lab 1 IEL115

7/26/2019 Reporte Lab 1 IEL115

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA

L BOR TORIO 1: MPLIFIC DORES OPER CION LES

PRESENTADO POR:

BR. SAUL FRANCISCO GUTIERREZ ARGUETA GA10008

BR. ELVIS LARIOS RIVERA LR11037

PARA LA ASIGNATURA DE INSTRUMENTACION ELECTRONICA I

CATEDRATICO: ING. JOS RAMOS LPEZ.

GRUPO DE LAB: JUEVES 10AM

CIUDAD UNIVERSITARIA DE ABRIL DEL 2016

RESUMEN

En este laboratorio se llev a cabo la implementacin de varios circuitos con Amplificadores

operacionales. De esta manera se comprendi su funcionamiento y caractersticas a partir de la seal

que utilicemos a su entrada o de la configuracin realizada.

Se utiliz el circuito integrado UA741 y el LF356, de esta forma se estableci comparaciones de

algunos parmetros de los mismos y as diferenciar cul de los 2 es ms til para ciertas aplicaciones.

Se desarrollaron la mayora de las configuraciones de los Amplificadores Operacionales para obtener

conclusiones a cerca de su funcionamiento y diferencias con las dems.

INTRODUCCION

En esta sesin de laboratorio se ha destinado una serie de experimentos para el diseo, anlisis y

discusin, de circuitos creados con amplificadores operacionales, en los cuales se pondr a prueba el

rendimiento, las caractersticas bsicas, de algunos circuitos integrados como amplificadores

operacionales, entre los cuales podemos encontrar, el clsico LM741, entre otros.Se pondrn a prueba las caractersticas bsicas de los amplificadores operacionales, como su

ganancia, y la relacin de resistencias para lograr los valores y niveles de tensin deseados en un

diseo de un amplificador, pero tambin se pondrn a prueba, caractersticas especiales de cada

amplificador, como su velocidad de conmutacin, su ancho de banda, y eso no solo en un integrado,

sino muchos de estos, sern puestos a prueba para poder determinar cul es mejor para implementar

diferentes diseos y configuraciones, para poder tener en cuenta estos aspectos inclusive su costo.


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Se implementarn distintas configuraciones bsicas para analizar el comportamiento de distintas

configuraciones de un mismo integrado para ver como una elecciones de componentes puede

afectar significativamente o no el funcionamiento de un amplificador y ver cul sera la mejor opcin

de integrado teniendo en cuenta las caractersticas de cada amplificador y poder establecer as un

parmetro o mltiples de ellos a la ora de implementar un diseo, y evitar as caer en errores de

diseo, o tener sorpresas no gratas a la hora de llevar nuestro diseo al laboratorio.

Lista de equipo y materiales

Protoboard

Generador de Funciones

Osciloscopio

1 LM741

1 LF356

1 LM311

1 Transistor 2N2222A

1Transistor 2N2907A

Resistencias 1k

Resistencias 1.2k

Resistencias 3.3k

Resistencias 4.7k

Resistencias 7.2k

Resistencias 10k

Resistencias 11k

Resistencias 12k

Resistencias 20k

Resistencias 22k

Resistencias 220k

Capacitor 100nF

Capacitor 0.1F

Capacitor 33nF

Diodo 1N914

Experimento 1:La Configuracin Inversora En este experimento, usted conectar un LM741

en la configuracin inversora de la figura 1. Usted aprender a ajustar el offset del

amplificador, medir su ancho de banda y observar como su desempeo es afectado por su

slew-rate.

Figura1.Circuitoparaelexperimento1.

1. Construya el circuito de la figura1. [Consultar la hoja de datos del 741, para asegurarse de

que usted ha conectado los pines adecuados del LM741]. Seleccionar las resistencias R1= R2


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= 22 kohm y R3 = 11 kohm, y no instale todava el potencimetro de 10 kohm. Conectar a

tierra la entrada vin y medir el voltaje de salida [probablemente diferir algunos milivoltios

respecto de cero]. Este voltaje es provocado por el voltaje de offset, el cual puede ser

modelado como una fuente de voltaje dc en serie con la entrada no-inversora del

amplificador y la ganancia del amplificador [en este caso la ganancia es dos para un voltaje

aplicado a la entrada no-inversora]. Calcular el voltaje de offsetcorrespondiente y comparareste valor con el valor encontrado en la hoja de datos del LM741.

Resultados:

Vo = -2.2mV;

= 1 + 21=2.21 + 2222= 1.1

2. A continuacin instale el potencimetro de cancelacin de offsetde 10 kOHM. Ajustar el

potencimetro para hacer cero la salida. Qu rango de voltaje offset de salida se puede

alcanzar al ajustar el potencimetro sobre su rango completo?

Resultados:

Rango de Voffset: -23mV a +18 mV

3. Ahora conecte el generador de seales a la entrada y ajstelo para producir una seal seno

de 0.2 Vp-p, 1 kHz. [Recordar que en algunos generadores de funciones, el valor de salida

viene calibrado por default para una carga de 50 ohm]. Medir la magnitud de la ganancia de

voltaje para esta conexin. Se necesita un condensador de acoplamiento de entrada entreel generador de funciones y R1? Por qu? o por qu no?

Resultados:

Gv = -1 V/V;

Se necesita condensador? : No, Esto es debido a que se puede regular con el generador de

seales.

4. Aumentar la frecuencia del generador de seal hasta que la amplitud del voltaje de salida

comience a disminuir. Encontrar la frecuencia para la cual la ganancia del amplificador es1/2de su valor en baja frecuencia [1 kHz]. Esta frecuencia puede ser considerada como elancho de banda [punto de -3 dB] de esta configuracin particular. Medir el desfase entre los

voltajes de entrada y de salida a esta frecuencia. [Investigar las tcnicas de medicin de

desplazamiento de fase con osciloscopio].

Resultados:

Para encontrar la frecuencia 3dB se realiz lo siguiente:


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. = 152.7; 2.16mV es la lectura obtenida a la salida del amp op. Con lo cual se

obtuvo el valor de:

Frecuencia 3dB= 730kHz

Se puede observar el desfase en la figura 1.4:

Figura1.4:Seobservaeldesfasede-88.

Desfase (f3dB) = -88

= (1 + 21) = 730 1 + 1= 1.46

5. Cambiar ahora la resistencia de realimentacin R2 a 220 kohm, calcular un nuevo valor

para R3, y repetir los pasos 2, 3, y 4. Si desconecta el potencimetro de offset, observar que

el offset a la salida es aproximadamente 5.5 veces mayor que el encontrado cuando el

amplificador fue configurado para una ganancia de 1, desde la entrada inversora. Por qu?

Por qu cambiamos R3? Cul es el valor ideal de R3 en relacin a los valores de R1 y R2?

Resultados:

R3= R1//R2 = 20kohm

1.

Vo = 2.2mV; Voffset= 1.1mV


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2. Rango Voffset: -73.7mV a +41.1mV

3. En la figura 1.5-3 se observan los valores para obtener el Gv = 2.08/208m = -10 V/V

Figura1.5-3:valoresobtenidosparacalcularGv.

4. Frecuencia 3dB = 85kHz; Desfase (f3dB) = -122.

6. Con el generador de seal ajustado a la frecuencia del ancho de banda [punto de -3dB]

para la ganancia de -10, la cual encontramos en la parte 5, aumentar la amplitud del voltaje

de entrada hasta que el voltaje de salida comience a distorsionar. A este punto, elamplificador ha alcanzado su lmite de slew-rate.Con la amplitud de la entrada ajustada al

valor para el cual el voltaje de salida comienza a

Distorsionar, calcular el valor mximo de dvout/dt sobre el voltaje de salida. Compare este

valor con el valor de slew-rate que aparece en la hoja de especificaciones del LM741.

Resultados:

|dVout/dt|max = 0.34V/us

Los valores al comprarlos con los datos del LM741 son parecidos como se muestra en la

figura 1.6:

Figura1.6:Semuestraqueelvalordeslew-rateparael741.


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7. Reducir la frecuencia del voltaje de entrada en un factor de 5, y mida nuevamente el slew-

rate del amplificador, encontrando el valor de dvout/dt para el cual el voltaje de salida

comienza a distorsionar. Comparar esto con la medicin previa de slew-rate.

Resultados:

|dVout/dt|max = 0.93V/us

8. Con el generador de seal ajustado a una frecuencia de 1 kHz, aumentar la amplitud del

voltaje de entrada hasta que la salida de voltaje se satura [la parte superior de la onda seno

comienza a aplanarse]. Mida el voltaje de saturacin del amplificador [tanto positivo como

negativo] y compare esos valores con las magnitudes de los voltajes de suministro positivo y

negativo. Repita esta medicin usando una resistencia de carga de 510 ohm conectada entre

la salida y tierra. Cuanto difieren los voltajes de saturacin respecto a la prueba sin

resistencia de carga [resistencia de carga infinita].

Resultados:

Los siguientes valores para RL = se muestran en la figura 1.8.

Vout(+) max = 14.8V

Vout(-) max = -12.8V;

Figura1.8:V(+)maxyV(-)maxobtenidosexperimentalmente.

Ahora los valores obtenidos para una RL = 510ohm

Vout(+) max = 14.8V

Vout(-) max = -12.8V;

Como se observa los valores no difieren con o son la carga RL se obtienen los mismos valores.


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9. Ajustar el generador de seal para producir un voltaje de entrada de onda cuadrada. Ajuste

la amplitud y la frecuencia de voltaje de entrada hasta que la salida se vuelve una onda

triangular. Por qu la forma de onda de salida no es una onda cuadrada? Calcular el

dvout/dt para esta onda triangular. [Notar que esta es una forma ms fcil y ms exacta de

medir el slew-rate de su LM741.]

Resultados:

Por qu la forma de onda de salida no es una onda cuadrada?:

Porque el amp. Op no alcanza a reaccionar y realizar ese cambio, por lo que se observa a la

salida una onda triangular como se observa en la figura 1.9.

Figura1.9:puedeobservarselaentradaunaondacuadradayalasalidaunaonda

triangular.

|dVout/dt|max = 0.45V

Experimento 2.Comparando los amplificadores operacionales LM741 y LF356

En este experimento, usted comparar el desempeo del LF356 con el del LM741. Notar que

el LF356 tiene bsicamente las mismas conexiones de pines [pinout] que el LM741. Sin

embargo, la hoja de especificaciones muestra un potencimetro de cancelacin de offset de

25 kohm con su cursor conectado al voltaje de suministro positivo. Conectar un LF356 en laconfiguracin de la figura 1. No instale el potencimetro de cancelacin de offset. [No es

necesario para los propsitos de este experimento]. 1. Con los mismos valores de resistencias

usados en el tem 5, y una entrada seno de 0.2 Vp-p, compare el ancho de banda del

amplificador construido con el LF356, con el del amplificador usando el LM741. Compare su

medicin con el valor dado en la hoja de especificaciones.


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Resultados:

R3=R1//R2 = 20k ohm

= = 22022 = 10 = = || = 430 10 = 4.3

El cual es un valor muy cercano al GBW presentado en las hojas de datos del LM356 que es de 5MHz

2. Medir el slew rate del LF356 y comparar su medicin con el valor que aparece en las hojas

de especificaciones. Puede que la medicin exacta sea difcil; haga una estimacin

inteligente.

Resultados:

== 120.88= 13.6 3. Como se comparan los valores de slew rate y ancho de banda del LM741 con los del LF356.

Resultados:

En cuanto al slew-rate, para el LM741 estimamos un SR=0.93V/s y para el LM356 un

SR=13.6V/s, por lo que se puede decir que el SR del LM356 es alrededor de 20 veces

mayor que el SR del LM741.

A la frecuencia de corte a ganancia de -10V/V, el LM741 tiene un Fh de 123kH, y el LM356

tiene un Fh de 620kH, lo que implica que el LM356 tiene un ancho de banda 5 veces mayor

que el del LM741

Experimento 3: Configuraciones amplificadoras comunes

En los experimentos anteriores, usted examin la configuracin inversora. En este

experimento, usted examinar otras configuraciones comunes. Usar un op. Amp. LM741para esos experimentos, a excepcin de la figura 3c, el circuito comparador, en donde debe

usar un comparador LM311. Para cada circuito, dibuje un diagrama esquemtico y anote

[etiquetar] todos los valores en su reporte de laboratorio.

1. La figura 3[a] muestra la configuracin de un sumador inversor. Seleccionar valores de

resistencias tales que vout= -(v1 + 5 v2). Seleccionar valores de R4 para minimizar los efectos

de la corriente de polarizacin de entrada. Construir el circuito y confirmar su desempeo.


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Figura3a:SumadorInversor.

Resultados: R1 = 10k ohm; R2=2kohm; R3 = 10k ohm; R4=1.4k ohms

En la figura 3.1 se muestra el funcionamiento del sumador obtenido a la salida.

Figura3.1:Resultadoobtenidodesumarlasdosseales.

2. Construir el seguidor de voltaje [buffer de ganancia unitaria] de la figura 3[b].

Omitir la resistencia a tierra. Si no usa un condensador de acoplamiento, el circuitofuncionara correctamente? por qu? Encontrar la frecuencia a la cual la ganancia cae a [-

3dB] de su valor en baja frecuencia]. Insertar una resistencia de 10 Mohm en serie con la

entrada del seguidor de voltaje [para simular una fuente con una impedancia de fuente

elevada]. Reconociendo que una caracterstica clave de un seguidor de voltaje es su elevada

impedancia de entrada, uno esperara que no ocurriera ningn cambio en la ganancia del

circuito seguidor. [Nota: Su punta de prueba de osciloscopio tiene una resistencia de punta

a tierra de 10 Mohm. Qu efecto tendr la punta del osciloscopio, si la usa para medir el


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voltaje de entrada al amplificador?] Usted notar que este dato es, en efecto, cierto en baja

frecuencia. Sin embargo, usted observar que la ganancia cae rpidamente con la frecuencia.

Esto se debe a la presencia de capacitancia parsita en el circuito. En este caso, la impedancia

elevada de la resistencia de fuente, en combinacin con una pequea capacitancia en la

entrada del amplificador puede formar un filtro RC que reduce la ganancia del op-amp. Mida

la frecuencia a la cual la ganancia del amplificador cae a [-3 dB] del valor en baja frecuenciaen esta configuracin y use este valor para estimar el valor de la capacitancia parsita. Note

que los efectos de las capacitancias dispersas [adems de asuntos tales como las corrientes

de polarizacin de entrada] limitan la magnitud de los valores de resistencia que pueden ser

usados en configuraciones de circuitos prcticos con amplificadores operacionales.

Figura3b:Seguidordevoltaje.

Resultados:

Funciona correctamente sin R puesta a tierra? : Si.

Por qu? : Debido a que la entrada no inversora ser polarizada atreves de la fuente de

seal.

F(3dB) = 1.33Mhz

3. La figura 3[c] muestra la configuracin del circuito para un comparador. Las resistencias

R1 y R2 establecen el nivel de voltaje a la cual la salida del circuito conmutar entre

saturacin positiva y negativa. Debido al condensador interno requerido para estabilizar

Circuitos Integrados diseados para operacin amplificadora con realimentacin negativa, y

debido tambin a la naturaleza de la etapa de salida, llevar este amplificador hasta saturacin

puede requerir un tiempo largo para que este se recupere una vez que el estmulo cambia.

Esto vuelve al amplificador operacional una mala opcin para ser usado como comparador

de alta velocidad. [Los comparadores funcionan sin realimentacin]. Por esta razn, se han

diseado productos especficamente para ser usados como comparadores. Estos dispositivos

tienen salidas de colector abierto, de manera que requieren una resistencia externa


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conectada al bus de alimentacin positiva para funcionar de manera adecuada. El valor de la

resistencia depende de la corriente requerida para necesaria para manejar la carga cuando

el transistor de salida se encuentra encendido [saturado] y la corriente fluye desde la

alimentacin positiva hasta la resistencia de carga. Valores tpicos de resistencias se

encuentran en el rango de 1.0 kohm a 10 kohm. Esta resistencia se identifica RPU en el

esquema. Tambin tome en cuenta que aunque el comparador se conecta a ambas fuentesde +15V y - 15 V, la salida solo cambia entre tierra y +15V en el circuito mostrado. [La salida

se puede disponer para manejar cargas referidas a la alimentacin positiva o a la

alimentacin negativa, tambin como cargas referidas a tierra como se ilustra aqu.]

Construya un comparador que conmute cuando el voltaje de entrada alcance

un nivel de aproximadamente +5.0 V. Use valores de resistencias estndar

de 5% de tolerancia, para R1 y R2.

-Mida el tiempo que se tarda el comparador para conmutar entre voltajes de

Saturacin positiva y negativo.

Figura3c:Comparador.

Resultados:

R1=1k ohm; R2 = 500 ohm

Tiempo de conmutacin = 20us; este valor se observa en la figura 3.3


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Figura3.3:tiempodeconmutacinenelcomparador.

4. la figura 2[d] muestra un circuito Schmitt trigger. Este circuito usa al op-amp como un

comparador junto con realimentacin positiva para crear un lazo de histresis. Encuentre R1

y R2 tales que el voltaje de umbral del Schmitt trigger es aproximadamente 1/3 de la

magnitud del voltaje de suministro. Construya el circuito y verifique sus clculos.

Figura3dSchmittTrigger.


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Resultados:

= +

15De donde:

= 2Si = 1

= 500= ( 500

500 + 1) 1

3

R1=1k ohms ; R2=500 ohms ; En la figura 3.4 se muestran los resultados obtenidos.

Figura3.4:ResultadosobtenidosconelSchmittTrigger.

5. En la figura 2[e] se han aadido un condensador y una resistencia al Schmitt trigger de la

figura 2[c] para producir un oscilador. Muestre la forma de onda de salida en su reporte de

laboratorio; tambin muestre los voltajes de carga y descarga del condensador. Explique

como afecta el voltaje de umbral de histresis a la frecuencia de oscilacin. Encuentre valores

de R3 y C para producir oscilaciones en aproximadamente 1000 Hz. Verifique sus resultados

experimentalmente.


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Figura3e:Oscilador

Resultados:

= 2 ln(1 + 1 ) , =13 = 2 ln2, =

= 2 ln21= 2 ln2

= 12 ln1 + 1 Donde es la fraccin de voltaje de umbral con respecto al voltaje de suministro, que es nuestro caso

es de 1/3.

= 1

2ln2

Asumiendo un valor de capacitancia igual a C = 0.1F.

= . = .En la figura 3.5 se muestran los resultados obtenidos.


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Figura3.5:formaobtenidadeondaalasalidadeloscilado

Figura3.5b:semuestralosvoltajesdecargaydescargadelcondensador.


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Experimento 4. Integradores Filtros etc.

En este experimento usted usar condensadores y resistencias en los circuitos de

realimentacin de su amplificador operacional. Todos se pueden pensar en trminos del

dominio del tiempo [ecuaciones diferenciales] o del dominio de la frecuencia [funciones de

Transferencia], dependiendo de la aplicacin.

Figura 4. Circuitos para el experimento 4.

1. La figura 4[a] muestra la configuracin de un filtro paso bajo/integrador. En el dominio de

la frecuencia, el circuito corresponde a un filtro paso bajo. Para este experimento, debe

disear este circuito para que funcione como un integrador a una frecuencia de 4000 Hz.

Debido a que este [circuito] no ser un integrador perfecto, debe asegurarse de que el

desfase entre la salida y la entrada sea de al menos -85 [un integrador ideal debera tener

un desfase de -90 ]. Disear el circuito para una ganancia en baja frecuencia de -10. Muestre

sus clculos. Mida la magnitud y el ngulo de fase de la funcin de transferencia del circuito

a 4000 Hz para verificar sus clculos.

Resultados: = 4000 = 400

= 1

2

Para un valor de capacitor de = 0.1.= 12= 12 400 0.1 10= 3.9Obtenemos que = 3.9y por consiguiente = 390


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Figura4.1:CircuitoIntegradorconundesfasede-91

2. La figura 4[b] muestra un circuito diferenciador. En el dominio de la frecuencia, este

circuito corresponde a un filtro paso alto.

Calcular la funcin de transferencia para este circuito? Para cuales frecuencias produce

una forma de onda de salida que corresponde a la derivada de la entrada?

Aplicar una onda triangular a este circuito. Observar la salida como funcin de la frecuencia.

Verificar que sin lugar a dudas este circuito funciona como un diferenciador. Notar que para

altas frecuencias el lmite de slew rate domina el desempeo del circuito, a medida que la

amplitud de entrada se aumenta. A qu frecuencia se comienza a deteriorar el desempeode su integrador?

En el dominio de la frecuencia. Este circuito puede ser definido como un fltro paso alto.

Graficar los valores medidos [de respuesta] desde 10 Hz hasta 100 kHz. En el mismo grfico,

dibujar las asntotas para la funcin de transferencia que usted esperara basado en la

funcin de transferencia calculada.

Resultados:

=

=

+

= [ + 1]

= 1 +


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Este circuito trabajara como diferenciador hasta una frecuencia ubicada una dcada antes

de la frecuencia de corte del filtro paso alto. Y para este circuito la frecuencia de corte es de:

= 12

= 12 1 10 10 10= 15.9

Como se observa en la ecuacin el circuito trabaja como un diferenciador hasta una

frecuencia de 1.59kHz. En la figura 4.2 se muestras una onda triangular en la entrada para

verificar el correcto funcionamiento como diferenciador.

Figura4.2:CircuitoDiferenciadoraunafrecuenciade1.59kHz.


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Experimento 5: algunas aplicaciones adicionales con amplificadores operacionales.

Figura5.Circuitosparaelexperimento5.

1. Construya el circuito de la figura 5[a]. Con el generador de funciones ajustado para

producir una onda seno de 5 Vp-p a 60 Hz, observar y dibujar (o fotografiar si dispone de una

cmara digital) la forma de onda de salida. Notar que este circuito es un rectificador de media

onda; pero que usted no observar la cada de aproximadamente 0.6 V que usted esperara

ver en un circuito rectificador simple.

Resultados :

Figura5.1a:Circuitorectificadordeprecisinimplementadoenellaboratorio.


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Aumentar la frecuencia hasta que el voltaje de salida ya no se vea como una onda seno

rectificada razonablemente. La razn para esto se puede ver examinando la salida del

amplificador (pin 6). Observar que cuando la seal es negativa, el diodo est apagado,

desconectando la realimentacin del amplificador operacional, provocando de esta manera

que la salida del amplificador operacional se vaya hasta el extremo de saturacin negativa.

Resultados:

Figura5.1b:semuestraquecuandolasealesnegativa,eldiodoestapagado.

Cuando el voltaje de entrada se vuelve nuevamente positivo, a la salida del amplificador

operacional le toma un tiempo finito [determinado por el slew rate del amplificador

operacional] regresar desde el voltaje de saturacin negativa y alcanzar a la entrada. Medir

el tiempo de recuperacin de este circuito.

Resultados:

Figura5.1c:semuestraeltiempoderecuperacinde4S.


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La figura 5[b] muestra una versin mejorada del rectificador de precisin. Construya este

circuito y verifique que efectivamente brinda un desempeo mejorado en comparacin al

circuito de la figura 6[a]. Aumentar la frecuencia de la entrada hasta que observe que el

desempeo del circuito rectificador se comienza a deteriorar. Aproximadamente, a que

frecuencia ocurre este deterioro? Explicar por qu este circuito funciona mejor que el

rectificador simple. SUGERENCIA: revisar las notas de clase (Captulo 1) o Horowitz (captulo4, pp. 188).

Resultados:

Figura5.1d:Circuitorectificadordeprecisinmejoradoimplementadoenellaboratorio.

Figura5.1e:Eltiempoderecuperacinesde680nS


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2. Tal como se indica en la hoja de datos, el op amp LF356 puede suministrar una corriente

de salida mxima de 25 mA [el LF356 est protegido contra corto-circuito para limitar su

corriente salida a un valor que no destruir el dispositivo]. Las figuras 6[a] y 6[b] muestran

dos circuitos en los cuales una etapa de salida pushpull [consistente de un transistor 2N3904

(2N2222) y un 2N3906 (2N2907)] se ha aadido a la salida del LF356. De acuerdo a las hojas

de datos, cada uno de esos transistores puede suministrar hasta 200 mA y puede disipar unapotencia de hasta 350 mW.

Figura6:Circuitosconetapadesalidapush-pull.

Con RL = 2.2 k, aplicar una onda seno de 500 mV p-p a la entrada de cada circuito. Cul es el voltaje

de salida observado de cada circuito? Por qu? De qu forma ayuda la realimentacin usada en el

circuito de la figura 5[b]. El circuito de la figura 5[a] tiene un inconveniente, para valores de voltajede entrada menores del voltaje de arranque de los transistores (normalmente entre 0.5V y 0.7V) la

salida del circuito ser cero, ya que los transistores no estaran funcionando, y para voltajes mayores

que el voltaje de arranque tenemos una distorsin en la seal de salida. Esta distorsin se muestra

en la figura siguiente:

Resultados:

Figura5.2a:

Distorsindelamplificadorconocidacomocrossover


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Este error se corrige colocando la trayectoria de retroalimentacin a travs de la etapa push-

pull, de esta manera el Op-amp se encargara de igualar la forma de onda de la salida con la

de la entrada, de esta manera se elimina la fuente de error y se mantiene la capacidad de

brindar mayores corrientes a la carga. Esta modificacin es la que podemos observar en la

figura 6[b].

Al realizar esta modificacin e implementar el circuito el resultado obtenido es el siguiente:

Figura5.2b:Mejoraenelcircuitopush-pull.

El valor mnimo de RL viene dado por la capacidad mxima de disipacin de potencia de los

transistores; si se desea limitar la disipacin de potencia en los transistores a 200mW la

resistencia mnima ser:

= 4 1= 0.515 0.54 10.2= 11.5 Por lo tanto, la resistencia mnima ser de 11.5


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CONCLUCIONES

Al implementar un circuito con amplificadores operacionales, se debe tener en cuenta que

n se est tratando con un dispositivo ideal, y que este tiene ciertas limitaciones, como puede

ser su ancho de banda limitado, y su capacidad de conmutar niveles de tencin como es el

slew-rate. En un nivel de exigencia bajo, casi cualquier circuito integrado como amplificadoroperacional, podr funcionar ya que las especificaciones necesarias para este no sern tan

detalladas. Pero al implementar un diseo en el cual se exija ms a un amp. Op. Este

necesitara cumplir con ciertas caractersticas mnimas, para que este circuito funcione como

es esperado, es aqu, donde se hacen evidentes las diferencias entre un encapsulado y otro.

Por ejemplo, un circuito LM741, en su respuesta a alta frecuencia, o con una alta ganancia

en sus configuraciones como amplificador, dejara de responder adecuadamente, debido a

su bajo slew-rate, no as el LM356 el cual cuenta con mejores caractersticas que este

anterior.

Aunque se debe tener en cuenta que esta decisin, deber ser valorada al escoger unintegrado u otro, debido a que el usar un amplificador de muy altas caractersticas, en un

diseo para el cual no sea necesario el ms alto desempeo, incurrir en gastos innecesarios,

para las necesidades del diseo.

A pesar de los beneficios que los amplificadores operacionales nos brindan habr muchos

casos en que no podrn ser utilizados; para el caso del circuito integrador modificado, se

tendr el lmite, en cuanto a frecuencia, la frecuencia de transicin del mismo operacional,

por lo que al alta frecuencia esta implementacin no ser de utilidad; de igual manera en el

caso de los circuitos diferenciadores. Incluso cuando se implementan circuitos rectificadores

activos, a pesar de la ventaja proporcionada que la amplitud de la seal de entrada con

respecto a la salida es prcticamente la misma, se volver intil cuando se trabaje confrecuencias mayores a las frecuencias de transicin del amplificador.

Se debe buscar el amplificador ms eficiente en cada rea en la que se vaya a ocupar, y esta

rea est dada por sus capacidades o caractersticas dadas por el fabricante, por ejemplo: se

sabe que cualquier un amplificador operacional funcionara correctamente como un

amplificador, pero si se utilizara como comparador nos podr generar problemas cuando

lleguemos a trabajar a mayores velocidades, para estos casos es ms conveniente utilizar

circuitos comparadores como el LM311 que son ms eficientes en esta rea, ya que poseen

mayores velocidades de conmutacin.

Para prevenir daos a los circuitos integrados, verificar las corrientes mximas de salida, para

no excederlas, en el caso de necesitar mayor abastecimiento de corriente se deben de aadir

las etapas correspondientes a la salida de los amplificadores operacionales con el fin de no

sobrecargar el mismo. De igual manera se deben de considerar las caractersticas de los

elementos que conforman la etapa de salida, ya que de no hacerlo podemos daarlos en el

peor de los casos, y en otros casos causar sobrecalentamiento que en la mayor parte de

casos puede causar mal funcionamiento en el resto del circuito.


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BIBLIOGRAFA

[1] Sedra. Circuitos Microelectrnicos, Quinta edicin. McGraw-Hill Interamericana, 2006.

[2] Ramos. Notas de Clase de Instrumentacin Electrnica. Universidad de El Salvador, 2000.

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Reporte Lab 1 IEL115