Practica 1: El amplificador operacional El amplificador operacional es un circuito integrado monolítico que en primera aproximación proporciona una ganancia y una resistencia de entrada infinita. El esquema de su modelo ideal es el siguiente:
En el laboratorio trabajaremos con el amplificador operacional µA741. Este está encapsulado y tiene ocho patillas. Las patillas se numeran como muestra la figura.
La correspondencia de las patillas es: Patilla 2: Entrada inversora V 3: Entrada no inversora V + 4: Alimentación negativa. 6: Salida 7: Alimentación positiva.
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En esta práctica alimentamos el amplificador operacional entre +15volt. y –15volt. Los circuitos que se tienen que montar en esta práctica son:
1) Un circuito inversor. 2) Un circuito no inversor. 3) Un circuito derivador. 4) Un circuito integrador. 5) Un filtro paso-banda (práctica opcional).
1. Circuito inversor. Diseñar un circuito inversor ganancia A V = 10
AV =
V0 Vi
a) Probar que el circuito tiene dicha ganancia aplicando varias señales senosoidales de distinta amplitud de tensión. b) Encontrar el valor de la tensión de entrada Vi para el cual la salida deja de aumentar. ¿Por qué ocurre esto?.
El esquema del circuito es el siguiente:
Nota: Tomar el siguiente valor para la resistencia R1.
R1 = 1KΩ
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2. Circuito no inversor. Montar el siguiente circuito no inversor tal que la ganancia sea AV = 11 y repetir los dos apartados a) y b) de la sección anterior.
3. Circuito derivador Un circuito derivador proporciona a la salida la derivada de la señal de entrada.
Montar el circuito derivador de la figura. Utilizar un valor de 10KΩ para la resistencia R y un valor de 10nF para el condensador C. a) Realizar un barrido en frecuencia de la señal de entrada y medir la señal de salida para cada frecuencia. b) Hacer una tabla incluyendo frecuencia de la medida f, frecuencia angular ω, amplitud de la señal de entrada Vi, amplitud de la tensión de salida V0, y ganancia A V . c) Con los datos antes obtenidos realizar el diagrama de Bode en magnitud. Nota: ω=2·π·f
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4. Circuito integrador. Un circuito integrador proporciona a la salida la integral de la señal de entrada.
a) Montar el circuito de la figura utilizando los mismos valores de la resistencia y condensador utilizados en el circuito derivador. b) ¿Qué señal de salida se obtiene?. Explicar el comportamiento del circuito. c) Añadir una resistencia en paralelo con el condensador con un valor grande. d) Repetir los apartados b), c) y d) del circuito derivador para este circuito.
5. Filtro paso banda Montar el siguiente filtro de segundo orden de la figura.
Valores de los componentes. C1 = C 2 = 10nF, R1 = 4,5 KΩ, R2 = 250 Ω, R5 = 90 ΚΩ a) Realizar el diagrama de Bode en magnitud prestando atención especial a la zona en torno a la frecuencia central. b) A partir del diagrama de Bode calcular la frecuencia central ω0 y el ancho de banda
del
filtro
∆ω
experimentalmente.
Comparar
los
resultados
experimentales con los teóricos. 4