Preparatorio n7 electronicos

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

PREPARATORIO CIRCUITOS ELECTRÓNICOS Practica #: 7 Fecha de realización:

Tema: Amplificadores operacionales (1ra Parte) 2014 / 12 / 17 / año mes día

Realizado por: Alumno(s) : Edison Saico

Grupo:

Gr6- 01

( Espacio Reservado ) Fecha de entrega: _2014_ / _12_ / _24_ año mes día Sanción:

f. __________________________ Recibido por:

_____________________________________________________

Periodo: 2014-B

Preparatorio N°7 Tema: Amplificadores operacionales (1ra Parte).

Objetivo: Diseñar e implementar amplificadores inversores, no inversores y sumadores utilizando el amplificador operacional LM741 y el LM358.

1. Esquematice usando diagramas de bloques la estructura interna de un amplificador operacional, explique cada uno de sus bloques.

Se estructura en tres etapas:

Etapa de Entrada: está un amplificador diferencial, tiene alta impedancia de entrada y ganancia de voltaje, tiene una salida diferencial.

Etapa intermedia: consta de dos partes una de amplificador de tención el Amplificador diferencial y el amplificador de corriente el Amplificador seguidor emisor.

Etapa de salida: se encarga de proporcionar la corriente para la carga y presenta una baja impedancia de salida.

2. Consultar las características técnicas de los amplificadores LM741 y el LM358.

El LM741 se trata de un circuito integrado que tiene dos entradas y una salida, donde la salida es la diferencia de las dos señales de entrada multiplicada por la ganancia.

La alta ganancia y el amplio rango de voltaje de operación proporcionan unas excelentes características, aprovechables para integradores, amplificadores, sumadores y en general, aplicaciones de realimentación.

Características del amplificador LM741             

No requiere compensaciĂłn en frecuencia.

EstĂĄ protegido contra cortocircuitos.

Tiene capacidad para anular el voltaje de offset.

Posee un alto rango de tensiĂłn en modo comĂşn y voltaje.

Impedancia de entrada: 1MOhm Impedancia de salida baja: 150Ohm Ganancia de tención de lazo abierto: 110000 Ancho de banda: 1MHz Características elÊctricas Corriente de polarización: 200nA Tensión de alimentación måxima: ¹18� Tensión måxima de entrada: ¹13� Tensión måxima de salida: ¹14� Relación de rechazo de modo común RRMC: 90dB LM358 se compone de dos circuitos independientes que compensan la frecuencia del amplificador operacional, trabajan a diferentes rangos de voltajes. Sus principales aplicaciones son: En radio frecuencias, Audio frecuencias, Generación de pulsos y como Sensores.

Características del amplificador LM358           

Se utiliza como acoplador de impedancia y Ganancia de frecuencia.

Posee una ganancia de 100dB. Tiene un gran ancho de banda.

Entre rango de voltaje de modo comĂşn incluye tierra.

OscilaciĂłn de voltaje de salida grande: 0V DC a Vcc. El poder desagua adecuado para operaciĂłn de baterĂ­a.

CaracterĂ­sticas elĂŠctricas CompensaciĂłn de entrada de Voltaje: TĂ­pico 2.9 y mĂĄximo 7.0 mV. CompensaciĂłn de entrada de corriente TĂ­pico 5 MĂĄximo 50.

Ganancia de Voltaje: Mínimo 25, Típico 100 V/mV. Oscilación de voltaje de salida (RL 10KΊ) Mínima 27 Típico 28V. El cortocircuito para GND: 40 mínimas y 60 típico.

3. Dibujar la distribución de pines y explicar cada uno de ellos.

Amplificador LM741

Pin N°1,5: voltaje de desplazamiento, anula el error de corriente continua.

Pin N°2: entrada de señal inversora Pin N°3: entrada de señal no inversora Pin N°4: terminal de alimentación negativa (-Vcc) Pin N°6: terminal de salida de la señal Pin N°7: terminal de alimentación positiva (+Vcc) Pin N°8: indica que no debe estar conectado a un circuito.

Amplificador LM358

Pin N°1: terminal de salida de la señal del Amplificador Operacional (A) Pin N°2: entrada de señal inversora del Amplificador Operacional (A) Pin N°3: entrada de señal no inversora del Amplificador Operacional (A) Pin N°4: terminal de conexión a tierra (groud).

Pin N°5: entrada de señal no inversora del Amplificador Operacional (B) Pin N°6: entrada de señal inversora del Amplificador Operacional (B) Pin N°7: terminal de salida de la señal del Amplificador Operacional (B) Pin N°8: terminal de alimentación positiva (+Vcc)

4. Esquematice las diferentes configuraciones utilizando el circuito LM741 (no inversor, inversor, seguidor de voltaje y sumador).

No inversor

Inversor

Rf R1

Rf

LM741

R1

Vo +

+

+

Vo +

Vin

Vin

LM741

-

-

Seguidor de voltaje

Sumador Rf

LM741 + V3 -

R1

Vo

+

V1

+

R2

+ - V2 + - V3 -

R3

LM741

Vo

+

5. Explicar la diferencia entre el amplificador LM741 y el LM358.

El chip LM741 funciona con un solo operacional, mientras que el chip LM358 funciona con dos operacionales, por lo cual difieren tambiĂŠn en el nĂşmero de fuente de alimentaciĂłn.

En cuanto a los pines de los dos son el mismo nĂşmero pero se difieren en que el chip LM741 tiene dos pines offset null que sirve para corregir ciertos errores en un circuito, por otra parte tambiĂŠn se difieren en la fuente de alimentaciĂłn DC ya que el LM741 tiene alimentaciĂłn ÂąV, mientras que el LM358 solo tiene alimentaciĂłn positiva +V y e otro terminal se conecta directamente a tierra.

6. DiseĂąar un amplificador inversor y un amplificador no inversor utilizando el amplificador operacional LM741 y LM358 para que cumpla con las siguientes condiciones. |đ??´đ?‘‰| = 38; đ?‘‰đ?‘–đ?‘› = 100đ?‘šđ?‘‰đ?‘?; đ?‘“đ?‘šđ?‘–đ?‘› = 1đ??žđ??ťđ?‘§

Amplificador Inversor Rf 56k

V1 -100m/100mV

R1 1.5k

-12V LM741/NS +

1kHz

12V

Vin  0.1[Vp]

AV  38

Asumo R1  1.5k R AV   f , reemplazando los datos anteriores R1 38R1   R f , despejando R f R f  38 1.5k   57k  56k Amplificador no Inversor Rf 82k -12V

R1 2.2k V1 -100m/100mV

LM741/NS

+ 12V

1kHz

Vin  0.1[Vp]

AV  38

Asumo R1  2.2k R  Rf AV  1 , reemplazando los datos anteriores R1 38R1  R1  R f , despejando R f R f  37 R1 R f  37  2.2k   81.4k  82k

Amplificador Inversor Rf 82k R1 2.2k V1 -100m/100mV

-12V

+ 12V

1kHz

LM358/NS

Vin  0.1[Vp]

AV  38

Asumo R1  2.2k R AV   f , reemplazando los datos anteriores R1 38R1   R f , despejando R f R f  38  2.2k   83.6k  82k Amplificador no Inversor Rf 82k -12V

R1 2.2k V1 -100m/100mV

LM358/NS

+ 12V

1kHz

Vin  0.1[Vp]

AV  38

Asumo R1  2.2k R  Rf AV  1 , reemplazando los datos anteriores R1 38R1  R1  R f , despejando R f R f  37 R1 R f  37  2.2k   81.4k  82k 7. Suponga que tiene un circuito sumador en el cual el Vin1 es una señal senoidal de 2kHz y amplitud 2 Voltios, y el Vin2 es una señal cuadrada TTL, de 5 Voltios, implemente este circuito utilizando el LM741 y LM358, simúlelos y dibuje en papel milimetrado.

Para el circuito sumador se debe cumplir que: R1=R2=Rf, de esta manera se obtiene la siguiente señal.

Esquema del circuito sumador R3 1k

V1 -2/2V

2kHz V2 0/5V

-10V A

B 1kHz

R1 1k R2 1k

LM741/NS + 10V

Simulación A: v1_1 B: v2_1

6.000 V

4.000 V

Señales de entrada

2.000 V

0.000 V

-2.000 V 0.000ms

A: r3_2

0.250ms

0.500ms

0.750ms

1.000ms

1.250ms

1.500ms

1.750ms

2.000ms

2.250ms

0.250ms

0.500ms

0.750ms

1.000ms

1.250ms

1.500ms

1.750ms

2.000ms

2.250ms

2.500ms

3.000 V 1.000 V

Señal de salida

-1.000 V -3.000 V -5.000 V -7.000 V 0.000ms

Graficas en papel milimetrado ANEXO 8. Realizar la simulación de los circuitos diseñados.

Amplificador Inversor Rf 56k

V1 A -100m/100mV

R1 1.5k

-12V LM741/NS B +

1kHz

12V

2.500ms

Amplificador no Inversor Rf 82k R1 2.2k V1 -100m/100mV

-12V LM741/NS B + 12V

1kHz

Amplificador Inversor Rf 82k R1 2.2k V1 -100m/100mV

-12V

+ 12V

1kHz

LM358/NS B

Amplificador no Inversor Rf 82k R1 2.2k V1 A -100m/100mV

-12V

LM358/NS B

+ 12V

1kHz

BibliografĂ­a: http://fisica.udea.edu.co/~lab-gicm/Laboratorio%20de%20electronica/Propiedades%20AO.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Tecnolog%C3%ADa_TTL Apuntes de clases con el Ing. Jorge Rivadeneira.

ANEXO Graficas en papel milimetrado