PRACTICA 2
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
- OBJETIVOS:
- Medición de la relación de rechazo en modo común (CMRR) del OP-AMP
741.
- Determinación de la respuesta en lazo cerrado de un OP-AMP por el
cálculo de su producto
ganancia-ancho de banda.
EXPERIMENTO 1
- MATERIALES Y EQUIPOS
- Un OP-AMP 741
- Resistencias de: Dos de100kW, dos de 100W.
- Condensadores: 2 de 10mF.
- Generador de onda seno y voltímetro.
- PROCEDIMIENTO:
5.1) Monte en un Protoboard el circuito
de la figura. Para este experimento las conexiones de la fuente de alimentación
son mostradas en el diagrama esquemático.
5.2) Después de aplicarle la alimentación al circuito, mida con un
voltímetro el voltaje de entrada (
), ajuste el voltaje de entrada para leer un voltaje de por lo menos 2
Vrms (esta es una medida AC). Escriba el voltaje de entrada en modo común.
), ajuste el voltaje de entrada para leer un voltaje de por lo menos 2
Vrms (esta es una medida AC). Escriba el voltaje de entrada en modo común.
Vimc=2Vac
5.3) Ahora mida el correspondiente voltaje de salida en modo común (
) y escriba el resultado.
) y escriba el resultado.
Vomc = 395 mV
EXPERIMENTO
2
- MATERIALES
Ø Un OP-AMP 741
Ø Resistencias de: Dos de10kW, una de 1kW y otra de 5kW.
Ø Condensadores: 2 de 10mF.
Ø Osciloscopio y generador de onda
cuadrada.
- DISEÑO BASICO:
Producto de ancho de banda –ganancia: GPB = Av*BW
Donde Av = Rf/R1
BW: ancho de banda del OP-AMP (la
respuesta a alta frecuencia donde la ganancia de
voltaje decrece hasta un factor de 0.707). .
- PROCEDIMIENTO:
3.1) Monte en un Protoboard el circuito de la figura.
Rf = 10kW
R1 = 10kW
3.2) Coloque el osciloscopio de la siguiente forma:
Canal 1 y 2 a 0.5 V/Div, base de tiempo
a 0.5ms/Div.
3.3) Ajuste el voltaje de entrada para que el voltaje de la salida sea
0.7Vpp a 1kHz. Como se sabe es un inversor y la ganancia es 1, verifique si el
voltaje de entrada es 0.7Vpp. Mida la
frecuencia en ese punto y escriba el resultado.
La frecuencia en este punto es de 1Khz
3.4) Ahora varié poco a poco la frecuencia de entrada hasta que el
voltaje salida disminuya a 0.5Vpp. En ese momento vamos a obtener el ancho de
banda BW del OP-AMP.
BW se obtiene en el momento en que al
incrementar la frecuencia el voltaje de salida disminuye a 0.707*Vi, en nuestro
caso en el momento en que al incrementar la frecuencia Vo = 0.707*07Vpp=
0.5Vpp.
El producto del ancho de banda-ganancia (GPB) es el producto del BW por
la ganancia de voltaje Av.
3.5) Ahora desconecte la alimentación y cambie el valor de R1 por 5kW, esto configura el amplificador con una Av = 2. Alimente el circuito y
mida la amplitud de salida a 1kHz, debe ser igual a 1.4Vpp; incremente la
frecuencia de entrada hasta que Vo = 1Vpp (1.4*0.707=1Vpp), mida la frecuencia en ese punto y escriba el
resultado.
3.6) De nuevo calcule el producto ancho de banda – ganancia (GPB),
usando la ganancia de voltaje Av = 2.
Si el porcentaje de cambio del GPB del numeral 3.5 y el 3.7 es menor al
5%, se dice que estos dos son los mismos incrementando la ganancia de voltaje
del circuito; al duplicar la ganancia, el ancho de banda (BW) decrece, sin embargo el GPB, el cual depende de ambos
permanece constante y es así como este producto restringe la respuesta a alta
frecuencia de un OP-AMP para un valor dado de ganancia de voltaje. Entre mayor
es la ganancia de voltaje, menor es el ancho de banda.
3.7) Ahora cambie la resistencia R1 por la de 1kW, esto genera una Av = 10. Un voltaje de entrada de 0.7Vpp debe generar
una salida de 7Vpp a 1kHz. Incremente la frecuencia de entrada hasta que la
salida sea de 5Vpp. Mida la frecuencia en este punto.
3.8) Calcule el GPB.
Este valor debe ser el mismo en los tres casos, se debe entonces
concluir que el GPB es constante , luego una vez que se conoce este,
inmediatamente se conoce la máxima ganancia de voltaje para cada frecuencia
dada; así como el SLEW RATE, el GPB es una medida de la respuesta en frecuencia
del OP-AMP.
8.
ANALISIS DE RESULTADOS
Se
pudo comprobar de manera practica que el voltaje offset si existe y es el que
hace variar el voltaje de salida en los diseños de amplificadores con ganancia,
se pudo medir las corrientes de entrada en las entradas del operacional y se
comprobó que no son iguales como se desea en uno ideal, el SLEW RATE es el
cambio máximo de la tensión de salida para todas las señales de entrada de
entrada posibles, por lo que limita la velocidad de funcionamiento, es decir la
frecuencia máxima a la que puede funcionar el amplificador para un nivel dado de
señal de salida
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