×
 

Diseño de Amplificadores Operacionales

Published On Dec-12-2017


Transcripción.

Como mencionamos anteriormente, los amplificadores operaciones son muy populares hoy en día, pues cumplen con todas las características mencionadas en la sección anterior. Los amplificadores operacionales construidos con circuitos integrados permiten construir dispositivos de menor tamaño que sus contrapartes discretas, en especial los dispositivos que emplean tubos al vacío.

El diseño básico de un amplificador operacional consiste en dos terminales de entrada: una que no invertirá la señal y una que sí lo hará; dos terminales para el suministro de potencia: uno positivo y otro negativo; una terminal de salida; y terminales adicionales especializadas para hacer pequeños ajustes en el circuito (Figura 13.2).

Figura 13.2: Diseño básico de un amplificador diferencial

 

A este tipo de amplificadores se les conoce como amplificadores diferenciales, pues amplificará únicamente la diferencia entre los dos voltajes conectados a él. Podemos calcular el voltaje de salida si conocemos la magnitud de los voltajes de entrada y la ganancia del amplificador, simbolizada por la letra A.

Figura 13.3: Voltaje de salida del amplificador



En los amplificadores operaciones, se emplea un diseño modificado del amplificador diferencial recién estudiado. En este nuevo diseño, uno de los terminales de entrada del amplificador se conecta a tierra (Figura 13.4). Ahora bien, es posible conectar a tierra el terminal que antes recibía el voltaje V-. De esta manera, únicamente el voltaje V+ alcanzará el amplificador. A este diseño se le llama non inverting. Hemos sustituido la nomenclatura V+ por Vin, o voltaje de entrada. 

También es posible conectar el amplificador de la forma contraria: el terminal que antes recibía V+ se conecta a tierra, de manera que el voltaje V- sea ahora el voltaje de entrada del amplificador. A este diseño se le denomina inverting.

Figura 13.4: Amplificadores Inverting y Non Inverting


 


Pero, ¿cómo funciona el amplificador? Analicemos el comportamiento de ambos diseños, dependiendo del voltaje aplicado. Iniciemos con el comportamiento del diseño non inverting. Cuando el voltaje de entrada es positivo, el amplificador generará inmediatamente un voltaje de salida  de la misma magnitud que el voltaje de suministro Vs, con signo positivo (Figura 13.5). De manera similar, cuando el voltaje de entrada es negativo, el amplificador generará un voltaje con la magnitud del voltaje de suministro y signo negativo.

Figura 13.5: Voltaje resultante de la configuración non inverting


Analicemos ahora el comportamiento del diseño inverting. Cuando el voltaje que alcanza el amplificador sea positivo, se generará un voltaje de salida con magnitud igual al voltaje de suministro, pero con signo negativo (Figura 13.6). Por el contrario, cuando el voltaje de entrada sea negativo, se producirá un voltaje con magnitud igual al voltaje de suministro, pero signo positivo. Nótese que el signo del voltaje original es invertido.

Figura 13.6: Voltaje resultante de la configuración inverting


 

En este punto, el amplificador únicamente crea un voltaje con cuya magnitud depende del voltaje suministrado y cuyo signo depende del signo del voltaje de entrada. Este tipo de dispositivos tiene una aplicación muy limitada y no es útil como amplificador de audio, pues la forma de onda producida por el amplificador no corresponde a la de la señal entrante, sino que siempre será una onda cuadrada. Es aquí donde entra en juego el concepto de retroalimentación negativa (negative feedback).

Negative Feedback

¿Cómo podemos controlar el voltaje de salida del amplificador, de tal modo que no alcance inmediatamente la misma magnitud del voltaje de suministro, lo cual resulta en una onda cuadrada, sino que mantenga la misma forma de onda de la señal original?

Para lograr este objetivo, se conecta el voltaje de salida del amplificador a la terminal que originalmente recibía el voltaje V-, de allí el nombre “retroalimentación negativa” (Figura 13.7). De esta manera, cuando el voltaje de entrada sea positivo, se generará un voltaje de salida negativo. Anteriormente, el amplificador saturaba inmediatamente, creando un voltaje de salida de igual magnitud que el voltaje de suministro. La retroalimentación negativa evitará que esto suceda. Parte de este voltaje negativo se devuelve a la entrada del amplificador, reduciendo el voltaje positivo de entrada y evitando que el amplificador sature. El resultado es una forma de onda igual a la del voltaje de entrada, pero con mayor amplitud, a diferencia de la forma de onda cuadrada producida por el amplificador sin retroalimentación negativa (Figure 13.8).

Figura 13.7 Negative Feedback


 


Figura 13.8: Onda original y onda amplificada


 


Evidentemente, la cantidad de voltaje que se devuelve a la entrada del amplificador tiene una gran influencia en el comportamiento del mismo. Para controlar la cantidad de retroalimentación negativa, se agregan dos resistencias: una a la entrada del amplificador y una en el camino de vuelta que conecta el voltaje de salida con el voltaje de entrada (Figura 13.9).

Figura 13.9: Amplificador inverting con negative feedback


 

Podemos calcular el voltaje de salida del amplificador multiplicando el voltaje de entrada por la relación entre la resistencia al flujo de la retroalimentación negativa (Rf) y la resistencia en la entrada del amplificador (Rin) (Figura 13.10). Nótese que se antepone un signo negativo a la multiplicación de los valores mencionados. Esto se refiere a que el voltaje de salida ha sido invertido respecto al voltaje de entrada.

Figura 13.10: Voltaje de salida del amplificador


Como podemos inferir al ver la fórmula, aumentar el valor de la resistencia en el flujo de la señal de feedback resultará en un mayor voltaje de salida. Asimismo, reducir la resistencia de feedback resultará en un menor voltaje de salida (Figura 14.6). Esto tiene sentido, pues al aumentar la resistencia de feedback, menos voltaje se enviará de vuelta a la entrada del amplificador, por lo que el amplificador se acercará más a su punto de saturación. Lo contrario sucede si se reduce dicha resistencia.

Si la resistencia de feedback es un potenciómetro, es decir una resistencia variable, girar la perilla nos permitirá ajustar la ganancia aplicada por el amplificador operacional.

La ganancia A del amplificador equivale al voltaje de salida dividido entre el voltaje de entrada, o bien la relación entre las resistencias, anteponiéndole un signo negativo (Figura 13.11).

Figura 13.11: Ganancia



Aplicar para una beca

Me interesa graduarme de una
carrera en VonKelemen

Vonkelemen Master Instructors

Related Videos
La pista de video

Published On Feb-18-2019

-Steinberg Cubase LE

Cubase LE permite importar video, para ejecutar tareas bás

Recuantización (Parte I)

Published On Oct-05-2017

Audio Digital y Psicoacústica

Transcripción Existen distintas situaciones en las que ser

Cambios de tempo

Published On May-01-2020

Conceptos de Arreglo Instrumental

Transcripción Muchas obras musicales contienen diferentes

Litotricia

Published On Nov-01-2017

Acústica Conceptual

Transcripción Romper piedras es una actividad antigua, esp

Introducción

Published On Mar-08-2017

-Ritmos, Patrones y Estructuras

Transcripción La composición de canciones es un arte qu

Introducción

Published On May-17-2017

Presupuestos y Calendarios

Transcripción La utilización de presupuestos y calendario

Identifica la base de una voz sostenida: apoggio vocal

Published On Sep-28-2019

-Factores Influyentes en la labor como Coach Musical

Algunos cantantes ganaron la admiración del público por la

Tipos de estudios de grabación: Home studio y Professional studio

Published On Jan-14-2018

TM-Fundamentos para la Creación Musical en el DAW

Transcripción Continuemos explorando los tipos de es

Timestretch: Algoritmo standard

Published On Dec-27-2017

-Edición Restaurativa e Implicaciones Prácticas de Edición

Transcripción Standard Finalmente, Cubase ofrece el algor

¿Cómo afectan las limitaciones en los procesadores integrados?

Published On Dec-29-2017

Consolas de Mezcla

Transcripción Los procesadores integrados forman parte

Proceso de compilación: transiciones, corrección y detalles

Published On Mar-10-2017

Edición de Audio

Transcripción Continuemos explorando el proceso de generac

Atmósfera

Published On Mar-16-2017

Dirección Musical

Transcripción Pese a todos los elementos que se han me

Redonda vs. Silencios de redonda

Published On Sep-20-2018

Principios de Teoría Musical

Transcripción Para efectos de la lección, se recomienda

Densidad e intensidad

Published On Mar-09-2017

Conceptos de Arreglo Instrumental

Transcripción En ocasiones, se podría pensar que mayor d

Niveles de ruido recomendados

Published On Mar-08-2017

-Operación de Sistemas de PA

Transcripción Es probable que hayamos estado en ambos lado

Superposición de ondas

Published On Jul-18-2017

Acústica Conceptual

Transcripción Cuando caminamos por la calle escuchamo

Dos cuartinas y cuatro sietecillos con disrupción rítmica.

Published On Jun-25-2018

Solfeo Avanzado II

Transcripción El uso de la disrupción rítmica dentro de

¿Cómo lidia el productor musical con los presupuestos reducidos?

Published On Jan-09-2018

-El Oficio del Productor Musical

Transcripción Es una realidad: los presupuestos de prod

¿Cómo distinguir los diferentes tipos de consolas?

Published On Dec-31-2017

Consolas de Mezcla

Transcripción. Existen tres tipos de consolas según

Categorización de la ética

Published On Jun-30-2017

Ética Profesional

Transcripción Muchas veces, a fin de comprender un determi

Técnicas de preparación y desarrollo de reuniones enfocadas en fortalecer las relaciones interpersonales, II parte

Published On Sep-06-2018

Introducción al Music Business Management

Transcripción Inicio de la reunión, introducción: El ma

Introducción

Published On Mar-08-2017

-Recursos Literarios para la Creación de Letras de Canciones

Transcripción Todos deseamos escribir canciones que sean

Estructura EDM

Published On Sep-02-2017

Arreglos para Banda II

Transcripción A continuación, estudiaremos detalladam

Entrenamiento o coaching, II parte

Published On Sep-06-2018

Introducción al Music Business Management

Transcripción El coaching en el negocio de la música deb

Sonido musical vs. ruido

Published On Nov-09-2017

TM-Introducción a la Composición Musical

TranscripciónA continuación, nos referiremos a la diferenc

Incrementa la calidad de tu espectáculo: el uso de palabras correctas y hacerse querer por el público

Published On Jul-02-2020

-Principios de Interacción ente el Artista y su Audiencia

La paleta de acciones que el artista puede implementar en u

Diseño estético: comunicación y estilos sonoros

Published On May-30-2018

Producción y Diseño de Sonido para Audiovisuales

Transcripción En los productos audiovisuales, todo lo

HD18515_L10_05

Published On Jun-30-2017

Derecho Musical

Marcación de acentos y síncopas (parte II)

Published On Mar-16-2017

-Técnicas Básicas de Dirección

Transcripción Para marcar exitosamente una síncopa, se d

Transformadores en equipo de audio

Published On Nov-28-2017

-Fundamentos para el Diseño de Equipo de Audio

TranscripciónLos transformadores aumentan el voltaje de un

X

vonkelemen premium

Miles de vídeos HD con los secretos mejor guardados de los VonKelemen Master Instructors.

Aprende con los profesionales más importantes y relevantes del mundo,
granadores de múltiples premios Grammy y Billbord

  • más info

    Moogie Canazio

    Nathan East, Ray Charles, Sarah Vaughan, Dionne Warwick, Luis Miguel, Caetano Veloso, Eric Clapton, Diana Ross, Selena, Tom Jobim, João Gilberto, Maria Bethânia, Ivan Lins...

  • más info

    Rafa Sardina

    Stevie Wonder, D'Angelo, Lady Gaga, Celine Dion, Cristian Castro, Michael Jackson, Alejandro Fernandez, Mariah Carey, Plácido Domingo, Illya Kuriaki & The Valderramas, Shakira...

  • más info

    Sebastian Krys

    Sergio Dalma, Eros Ramazzotti, Sandy e Junior, Gloria Estefan, Carlos Vives, Shakira, Alejandro Sanz, Luis Fonsi, Vega, Kinky, Los Rabanes, Obie Bermúdez, Ricky Martin...

  • más info

    Benny Faccone

    Santana, Sting, Michael Jackson, Stevie Wonder, Dizzy Gillespie, Whitney Houston, Luis Miguel, Ricky Martin, Los Fabulosos Cadillacs, Maná, Barbra Streisand, Patti LaBelle...

  • más info

    Peter Doell

    Toto, War, Elton John, The Beach Boys, Celine Dion, Hans Zimmer, Ray Charles, Miles Davis, Marilyn Manson, R.E.M., Ben Harper, Tom Jones, Adam Lambert, Chuck Berry, Lynyrd...

  • más info

    Colin Liebich

    Brian Vibberts (ganador de múltiples premios Grammy), CJ Vanston (Productor de Toto, Chic Corea, Spinal Tap), Billy Sheehan...

  • más info

    Brent Fischer

    Usher, Paul McCartney, Robert Palmer, D’Angelo, Joao Gilberto, Carlos Santana, Raphael Saadiq, Michael Jackson, Prince, Al Jarreau, Toni Braxton, Eric Benet...

Selecciona tu membresía
MensualAnual
$29/mes $290/año
Acceso ilimitado a todo el
contenido PREMIUM
Acceso ilimitado a todo el
contenido PREMIUM
Contrato anual,
facturado mensualmente
Contrato anual,
prepagaso
Suscribirme Suscribirme
$29/mes $290/año