Introducción al acondicionamiento de señal con amplificadores operacionales (Presentación PowerPoint)

1 Pueden configurarse para realizar diferentes operaciones (Suma,
resta, diferenciación e integración). Los primeros
se construyeron con válvulas. En 1960 Robert J. Widlar
desarrolla el primer operacional en chip de silicio. En 1968
Fairchild saca al mercado el ?741 El uso intensivo de los AO ha
provocado que bajen drásticamente de precio.
Amplificadores operacionales

2 Para construir circuitos con AO, en la inmensa mayoría
de los casos, no es necesario conocer el funcionamiento interno
del dispositivo. Amplificador de voltaje. (Gp:) Vs (Gp:) Rs (Gp:)
Ri (Gp:) + vi – (Gp:) Aocvi (Gp:) + vo – (Gp:) Ro (Gp:) RL

3 (Gp:) avD (Gp:) ro (Gp:) rd (Gp:) – vD + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:)
vO a ? ? rd = ? ro = 0 vo= avD = a(vP-vN) AO Ideal iN = 0 VP iP =
0 VN

4 Circuitos con realimentación negativa Amplificador
inversor ideal Amplificador inversor

5 Amplificador no inversor Amplificador no inversor ideal

6 Seguidor de tensión Es un amplificador no inversor en el
que R1 = ? y R2 = 0 La ganancia del circuito es A = 1 por lo que
vO = vI Es un circuito muy adecuado para realizar
adaptación de impedancias y se comercializa bajo el nombre
de “buffer” (ej. BUF-03 de Analog Devices)

7 Análisis de otras configuraciones (AO ideal)
Amplificador sumador Utilizando el concepto de corto virtual
entre vP y vN obtenemos

8 Amplificador restador Aplicando el principio de
superposición vO = vO1 + vO2, donde vO1 es vO con v2 = 0 y
vO2 es vO con v1 = 0

9 Diferenciador Integrador

10 Filtros Los filtros procesan señales en función
de sus frecuencias. Modifican la amplitud de la señal y su
fase. Tipos más destacados Paso bajo Paso alto Paso banda
Banda excluida

11 Filtros activos Filtro paso bajo con ganancia Para frecuencias
bajas podemos ignorar la impedancia del condensador y el circuito
funciona como un amplificador inversor. La frecuencia de corte es
aquella para la que se produce una caída de -3 dB entre la
señal de entrada y la de salida.

12 Filtro paso alto con ganancia Para frecuencias altas
Frecuencia de corte

13 Filtro paso banda Para frecuencias altas Frecuencias de
corte

14 Convertidores DA y AD Esquema habitual: Muestreo y
retención CAD Proceso de la señal CDA Filtrado de
salida Filtrado de entrada

15 (Gp:) CDA (Gp:) b0 (Gp:) b1 (Gp:) b2 (Gp:) Bn-1 (Gp:) vo (Gp:)
DI (Gp:) VREF Convertidores DA

16 Rango de fondo de escala (FSV) Valor de fondo de escala (FSR)
Resolución Especificacion de un CDA

17 Offset Ganancia Especificacion de un CDA

18

19 (Gp:) CAD (Gp:) b0 (Gp:) b1 (Gp:) b2 (Gp:) Bn-1 (Gp:) vI (Gp:)
DO (Gp:) VREF (Gp:) INICIO (Gp:) Fin Conversión
Convertidores AD

20 Offset. Diferencia entre la posición de la primera
transición y ½ LSB Ganancia. Diferencia entre la
última y primera transición y la separación
ideal de VFSR-2 LSB Especificacion de un CAD

21 Línea de centros de código (punteada). Pasa por
el centro del rango de voltajes asignados a cada código.
No linealidad diferencial. Diferencia entre el número de
unidades LSB asignadas a un código y un LSB.
Especificacion de un CAD

22 Circuitos de conversión DA Resistencias con peso

23 Resistencias en escalera

24 Circuitos de conversión AD Conversión por
aproximaciones sucesivas

25 Conversión flash