Friday, August 29, 2008

Una noche conociendo al Sr.Amplificador de Voltaje...

Amplificador de voltaje: Es un amplificador diseñado para hacer crecer el voltaje de una señal.
En generl,por su diseño, los amplifciadores pueden hacer que se tenga una ganacia grande de voltaje o una gran ganancia en corriente. Los amplificadores de voltaje son diseñados par maximizar la ganacia en voltaje, generalmente a expensas de una ganancia en corriente.

Basicamnete, el Amplificador de Voltaje, no es más que un amplificador diferencial, que amplifica la diferencia entre dos entradas. Una entrada tiene un efecto positivo en la señal de salida, la otra entrada tiene un efecto negativo en la salida. El amplificador de voltaje, se suele representar mediante:




2. Al amplificador de voltaje se le suele llamar Operacional, debido a que también puede servir para ejecutar numerosas operaciones, una de las más básicas funciones del amplificador de voltaje, es la de comparar voltajes. Aquí dos entradas se usan para comprar a dos voltajes diferentes. Si el voltaje de entrada , en la entrada + es mayor que el voltaje que existe en la entrada -, entocnes la sálida será 1000000 veces, la diferencia entre esas dos entradas.
Por ejemplo, si la entrada al +, fuese +3.2 vDC, y la entrada al -, fuese de 3.215vDC, entocnes el voltaje de salida, sería de 1000000 X -0.015vDC= -15000vDC. Ahora bien, debido a que el amplifciador no puede dar un voltaje mayor a lo que recibió de entrada, la salida sería de -20vDC.


Asimismo puede funcionar también como Seguidors: aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la entrada
Seguidor de tensión
Se usa como un buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa)Como la tensión en las dos patillas de entradas es igual: Vout = Vin
  • Zin = ∞
  • También peude funcionar como un Inversor

    Amplificador inversor


    Se denomina inversor ya que la señal de salida es igual a la señal de entrada (en forma) pero con la fase invertida 180 grados.

    • El análisis de este circuito es el siguiente:
      • V+ = V- = 0
      • Definiendo corrientes: \frac{V_{in}-0}{R_{in}}=-\frac{V_{out}-0}{R_{f}} y de aquí se despeja
      • V_{OUT}=-V_{in}\frac{R_f}{R_{in}}
    • Para el resto de circuitos el análisis es similar.
    • Zin = Rin

    Por lo cual podemos controlar la impedancia de entrada mediante la elección de R1

    • V_{o} = -\frac{R_2}{R_1}*V_{in}
    Esta configuracion es una de las mas importantes, porque gracias a esta configuracion, se puede elaborar otras configuraciones, como la configuracion del derivador, integrador, sumador.

    No inversor Amplificador no inversor


    Sumador inversor

    Amplificador sumador de n entradas

    • La salida está invertida
    • Para resistencias independientes R1, R2,... Rn
      • V_{out}=-R_f(\frac{V_1}{R_1}+\frac{V_2}{R_2}+...+\frac{V_n}{R_n})
    • La expresión se simplifica bastante si se usan resistencias del mismo valor
    • Impedancias de entrada: Zn = Rn

    Restador

    Amplificador diferenciador

    • Para resistencias independientes R1,R2,R3,R4:
      •  V_{out} = V_2 \left( { \left( R_3 + R_1 \right) R_4 \over \left( R_4 + R_2 \right) R_1} \right) - V_1 \left( {R_3 \over R_1} \right)
    • Igual que antes esta expresión puede simplificarse con resistencias iguales
    • La impedancia diferencial entre dos entradas es Zin = R1 + R2

    Integrador ideal

    Amplificador integrador

    • Integra e invierte la señal (Vin y Vout son funciones dependientes del tiempo)
    •  V_{out} = \int_0^t - {V_{in} \over RC} \, dt + V_{inicial}
      • Vinicial es la tensión de salida en el origen de tiempos

    Nota: El integrador no se usa en la práctica de forma discreta ya que cualquier señal pequeña de DC en la entrada puede ser acumulada en el capacitor hasta saturarlo por completo. Este circuito se usa de forma combinada en sistemas retroalimentados que son modelos basados en variables de estado (valores que definen el estado actual del sistema) donde el integrador conserva una variable de estado en el voltaje de su capacitor.

    Derivador ideal

    Amplificador derivador

    • Deriva e invierte la señal respecto al tiempo
    •  V_{out} = - R C \, {d V_{in} \over dt}
    • Este circuito también se usa como filtro

    NOTA: Es un circuito que no se utiliza en la práctica porque no es estable, esto se debe a que al amplificar más las señales de alta frecuencia se termina amplificando el ruido por mucho.

    Otros


    • Convertidores carga-tensión
    • Convertidores corriente-tensión
    • Filtros activos
    • Girador permite construir convertidores de inmitancias (empleando un condensador simular un inductor , por ejemplo)

    3) La salida de un amplifciador operacional esta dado por:


    donde A es la ganancia de ciclo abierto del amplificador, Vp es el voltaje positivo de la entrada, Vn es el voltaje negativo de entarda. Es interesnate señalar, que A suele estar en el orden de
    .



    5. Se suele asumir que un Amplificador Operacional tiene las siguientes características:
    *Ganancia Infinita
    *Una impedancia de entrada infinita, lo que hace que no haya corriente en las entradas.
    *Cero impedancia en la salida.





    Figure 1

    6.
    Ahora bien, hay ciertos conceptos, que debemos entender, para comprender mucho mejor, como es que funciona el amplificador operacional. Estos conceptos son:
    *Voltaje de Offset:
    El voltaje de offset es el voltaje equivalente en la entrada de un amplificador operacional.
    Si un amplificador tiene un voltaje de ganancia de 10, y un voltaje de entrada de offset de 10 microvolts, se tendrían 100 microvolts a la salida, cuando no se presentase voltaje de entrada.

    *Ganancia:
    En electronica, la ganancia mide la habilidad de un circuito para incrementar el voltaje o amplitud de una señal. Se suele medir, como un cociente, este cociente posee a la señal de salida del sistema, así como la señal de entrada del mismo. Tambien se puede definir como un logarimto base 10 de la racion anterior.

    *Voltaje Pico a pico: no es otra cosa que la suma de las dos amplitudes máximas de la corriente alterna, la del sentido directo y la del inverso.

    3 comments:

    dekaru said...

    very enlightning for a friday night..

    y sobre el amplificador de corriente???

    Saiphcita said...

    uuuh I loove your style david!
    But the current amplifier is never gonna be half as cool as the voltage amplifier is! Have u checked out all the diferent operations u can do with the voltage amplifier???..heeeello???!
    Here's a really nifty web page, that has a lot of info on amplifiers:
    http://my.integritynet.com.au/purdic/rf_amp.htm

    costa rica retirement said...

    Muy interesante tu informacion de verdad muchas gracias¡¡¡