×
 

Diseño de Amplificadores Operacionales

Published On Nov-28-2017


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
Acordes cadenciales

Published On Jan-12-2020

Teoría Musical Avanzada

Transcripción Para un análisis profundo de las implicaci

Agrupación de frases

Published On Mar-15-2017

-Técnicas de Variación Rítmica para Frases y Motivos

Transcripción Si el periodo es la combinación de dos f

Conversión rítmica. Corchea en 5/4

Published On Aug-01-2018

Solfeo Avanzado II

Transcripción El valor rítmico de la corchea es usado con

Arreglo orquestal de cuartas y segundas superpuestas

Published On Jul-31-2018

Arreglos Orquestales I

Transcripción El profesional en la composición orquestal,

Intervalos microtonales: aplicación

Published On Aug-03-2018

Armonía Avanzada II

Transcripción En la música microtonal, además de la form

Gestión de archivos

Published On Feb-27-2018

Steinberg Nuendo Expert

Transcripción ¿Dónde se ubican los archivos cuando un pr

La importancia del desarrollo de líneas de tiempo

Published On Sep-06-2018

Introducción al Music Business Management

Transcripción En la administración de negocios, es comú

Escalas sintéticas: estructuras hexatónicas

Published On Mar-27-2018

Armonía Avanzada II

Transcripción Dentro de las escalas sintéticas, existe un

Componiendo la melodía

Published On Mar-10-2017

-Tempo, Progresiones, Improvisación y Composición

Transcripción La melodía principal, la cual será interpre

Introducción

Published On Mar-13-2018

Producción Musical Básica

Transcripción El proceso de producción del proyecto

Mezcla el audio de un proyecto audiovisual: herramientas y procedimiento de mezcla para video

Published On Nov-19-2020

-Producción audiovisual y gestión de archivos

¿Cómo se utiliza Cubase para generar el sonido final de

Cómo conseguir capital para producir: producción ejecutiva

Published On Jan-01-2017

Producción Musical Básica

Transcripción El planeamiento estratégico de la carrer

Compilación de voces: secuenciación

Published On Mar-10-2017

Edición de Audio

Transcripción Apliquemos el proceso, creando una compilaci

Grabación 101: cinta magnética

Published On Jan-14-2018

Integración de Sistemas

Transcripción Hemos mencionado que existen dos tipos

¿Qué tan grande debe ser el parlante?

Published On Mar-08-2017

-Fundamentos para la Configuración de Sistemas de PA II

Transcripción A menudo, los aficionados del audio se obses

Usos de la música en videjuegos: cues de victoria y derrota

Published On May-30-2018

Producción y Diseño de Sonido para Audiovisuales

Transcripción Cues de victoria y derrota Uno de los elemen

Dos Tresillos y cuatro Quintillos

Published On May-29-2018

Solfeo Avanzado II

Transcripción Así como es de vital importancia que un mú

Alteraciones musicales: becuadro, doble sostenido y doble bemol

Published On Jul-28-2019

-Conceptos Básicos de Armonía y Métrica

Transcripción En este punto, hemos aprendido las funcione

Góspel

Published On Mar-25-2017

-Géneros Musicales Comunes para una Banda de Rock

Transcripción Habiendo cubierto aspectos históricos que i

Introducción

Published On Mar-09-2017

-Fundamentos Melódicos, Métricos y Dinámicos

Transcripción En esta lección, analizaremos la importanci

Del piano a maderas con metales

Published On Mar-14-2018

Instrumentación y Orquestación

Transcripción Las transcripciones para esta combinación so

Programación de batería y bajo

Published On Apr-24-2017

TM-Composición de Música Popular con Software

TranscripciónAhora sí, ha llegado el momento de crea

Factores de control | Organización

Published On May-17-2017

Presupuestos y Calendarios

TranscripciónDentro de la administración de un proye

Conoce a tus consumidores: los dueños de animales como consumidores

Published On Aug-04-2019

-Estrategias de Marketing basadas en el Consumidor

Desde su fundación en el año 1954, el estudio de la aten

Bajo tipo bloque de Trance

Published On Jul-14-2018

Producción y Diseño de Sonido para Música Electrónica

Transcripción Bajo tipo bloque de Trance Este tipo d

Acordes a partir de la escala mixolidia alterada

Published On Mar-15-2017

-Organización Armónica y Emocionalidad Sonora

Transcripción Ahora, continuaremos estudiando la formaci

Maximiza el potencial de Dorico: grupos y maquetaciones

Published On Feb-04-2021

-Creación de Partituras con Software

Los conceptos clave de Dorico nos ayudan a entender mejor e

Compresión EDM: Side chain

Published On Feb-13-2018

Producción y Diseño de Sonido para Música Electrónica

Transcripción A continuación, estudiaremos las particu

Elementos del Layout: Jerarquía

Published On Nov-27-2018

-Producción de Materiales Creativos

Transcripción Así como los elementos de un diseño tienen

Manejo de los metales dentro de la orquestación latina

Published On Aug-09-2017

Instrumentación y Orquestación

Transcripción Los metales son la potencia dinámica en est

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