El Amplificador Operacional (OPAMP) es una amplificador de gran ganancia, utilizado para realizar amplificación, conmutación, filtrado de señales, etc. en forma de circuito integrado. Sus diseños solo requieren cambiar los elementos externos tales como resistencias, condensadores, diodos, etc. Símbolo del OPAMP y sus elementos: vo = A (v2 – v1) A = Ganancia Entrada Inversora Entrada No Inversora Salida -V v2 +V v1 Polarización Negativa Polarización Positiva vo
MODELOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS DEL OPAMP El OPAMP está compuesto internamente por muchos transistores encapsulados en Chips (Circuitos integrados). Ejemplo el modelo: LM741
(Gp:) Resistencia de entrada (Gp:) Fuente de tensión (Gp:) Resistencia de salida Modelo eléctrico aproximado del amplificador operacional A (v2 – v1) +v2 -v1 – Los límites de saturación son los voltajes de alimentación (Vpos y Vneg ) – Av muy alta => Av ? 8 – Ri muy alta => Ri ? 8 V+ = V- – Ro muy baja => Ro ? 0 Vo = Av(V+-V-) Valor finito
Circuitos de Aplicaciones típicas de los OPAMP: Circuitos Amplificadores de Señal: Amplificador Inversor Amplificador No Inversor Circuitos Operadores de Señales Sumador Comparador Circuitos Convertidores de Señales Convertidores D/A Convertidores A/D Circuitos Filtros Activos Filtro Paso Bajo Filtro Paso Alto Filtro Paso Banda
El Amplificador Operacional (OPAMP). Filtros Activos
Concepto de Filtro Activo: Los filtros activos son circuitos electrónicos utilizados en sistemas de comunicaciones, conformados por resistencias, capacitores y amplificadores operacionales, con el propósito de impedir o permitir el paso de señales a determinados valores o rangos de frecuencias. (Gp:) f1 = (10Khz) (Gp:) f2 = (5Khz) (Gp:) f0 = (5Khz) (Gp:) Filtro Activo
Es la representación grafica de la ganancia de voltaje del filtro (Av) en función de la frecuencia (f). (Gp:) Av (Gp:) f (Gp:) Rango de Frecuencias Permitidas (Gp:) 0 Debido a que Av puede tener valores muy grandes y muy pequeños, en la grafica de respuesta se utiliza una escala logarítmica para representar a Av, con una unidad llamada el Belio. El submúltiplo de esta unidad utilizado en la mayoría de los sistemas es el Decibelio (dB), que corresponde a una decima parte del Belio. El dB, es la unidad típica para representar las relaciones de ganancia de voltaje y potencia: 1dB = 10 Log Ap 1dB = 20 Log Av, donde la Av = Vo/Vi, donde Vo es el voltaje de salida y Vi el de entrada Respuesta Ideal de un Filtro Activo: El decibelio (dB):
Tipos de Filtros Activos: (Gp:) dB (Gp:) f (Hz) (Gp:) Banda Pasante (Gp:) 0 (Gp:) fc (Gp:) Banda Eliminada (Gp:) dB (Gp:) f (Hz) (Gp:) Banda Pasante (Gp:) 0 (Gp:) fc (Gp:) Banda Eliminada Filtro Paso Bajo: Permite el paso de señales cuyas frecuencias estén comprendidas desde 0 hasta una frecuencia de corte fc y bloquea todas las frecuencias por encima de dicha fc. Filtro Paso Alto: Permite el paso de señales cuyas frecuencias estén comprendidas por encima de una frecuencia de corte fc y bloquea todas aquellas que estén entre 0 y dicha frecuencia de corte.
(Gp:) dB (Gp:) f (Hz) (Gp:) Banda Pasante (Gp:) 0 (Gp:) fo (Gp:) Banda Eliminada (Gp:) Banda Eliminada (Gp:) fc1 (Gp:) fc2 (Gp:) fc1 Frecuencia corte inferior fc2 Frecuencia corte superior fo Frecuencia central operación Filtro Paso Banda: Permite el paso de señales cuyas frecuencias estén comprendidas por encima de una frecuencia de corte inferior fc1 y por debajo de una frecuencia de corte superior fc2, bloqueando las frecuencia fuera de este rango. Este tipo de filtros se utiliza para sintonizar una señal en sistemas de radiofrecuencia o de televisión. Tipos de Filtros Activos:
Parámetros de un Filtro Paso banda:
Este parámetro se utiliza para establecer la cantidad de pérdida de señales cuando pasan por un filtro. Con una tensión de entrada constante, la atenuación se define como la tensión de salida a cualquier frecuencia, dividida entre la tensión de salida para las frecuencias medias. Establece la respuesta que define el comportamiento del filtro real, en relación al filtro de respuesta ideal. (Gp:) Av (Gp:) f (Gp:) Rango de Frecuencias Permitidas (Gp:) 0 (Gp:) Puntos de Atenuación Concepto de Atenuación:
Circuitos de Filtros Activos:
Circuitos de Filtros Activos:
Circuitos de Filtros Activos:
Ejercicios de Filtros Activos: