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Amplificador operacional


Los amplificadores operacionales son circuitos integrados que sirven para amplificar señales de voltaje. Son muy útiles en la elaboración de circuitos.
Un amplificador operacional tiene dos entradas, invertida (-) y no invertida (+), y una salida.

La polaridad de una señal aplicada a la entrada invertida se invierte a la salida. Una señal aplicada a la entrada no invertida mantiene su polaridad a la salida.

La ganancia (grado de amplificación) de un amplificador operacional está determinada por una resistencia de retroalimentación que alimenta parte de la señal amplificada de la salida a la entrada invertida. Esto reduce la amplitud de la señal de salida, y con ello la ganancia. Mientras mas pequeña es esta resistencia menor será la ganancia.

En la figura 1 se muestra un diagrama de la conexión básica de un amplificador operacional con salida invertida, en ella:

Ganancia = Ren / Rent

Vsal = - Vent (Rre / Rent )

La ganancia es independiente del voltaje de alimentación. Observe como la entrada que no se usa se conecta a tierra por lo que el amplificador operacional amplifica la diferencia entre la entrada Vent y tierra (0 voltios).

la resistencia de retroalimentación Rre y el amplificador operacional forman un lazo de retroalimentación cerrado. Cuando la resistencia Rre se omite el amplificador entrega su máxima ganancia, en este caso la salida permuta de  completamente abierto a completamente cerrado o viceversa para muy pequeños cambios de la señal de entrada. En este modo de lazo abierto el amplificador operacional no tiene uso práctico como amplificador lineal y se usa para determinar cuando el voltaje de una de las entradas difiere del voltaje de la otra entrada, como compara los dos voltajes son conocidos como comparadores.

La mayoría de los amplificadores operacionales necesitan una entrada de voltaje + y otra - como puede verse en la figura 1, esta fuente de voltaje puede lograrse conectando dos baterías iguales en serie, luego se conecta el cable de unión entre ellas a tierra quedando los otros extremos como +V y -V.
Amplificador operacional

Figura 1. Diagrama de conexión básica

Conexiones típicas

Conexión sin inversión

La figura 2 muestra la conexión típica de un amplificador operacional con la salida no invertida con respecto a la entrada. Se ha usado uno de los mas populares amp-op el IC-741.

En el dibujo aparecen las fórmulas para determinar los índices básicos del circuito así como los valores nominales de voltaje de alimentación.
diagrama

Figura 2. Conexión sin inversión

Conexión invertida

La figura 3 muestra la conexión típica de un amplificador operacional con la salida invertida con respecto a la entrada. Se ha usado uno de los mas populares amp-op el IC-741.

En este caso:

Ganancia= - (R2 / R1)

R3 = (R1 R2) / (R1 + R2)

Siendo el voltaje nominal de alimentación igual al de la figura 2.
diagrama
Figura 3


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