Trabajo Práctico N° 11: "Aplicaciones no lineales de los amplificadores operacionales"

Objeto 
-Analizar las características alineales de los amplificadores operacionales en aplicaciones electrónicas de consumo e industriales.
-Dibujar la respuesta de salida de un circuito detector conociendo la señal de entrada.
-Analizar el funcionamiento de los circuitos limitadores y recortadores.
-Buscar para los diseños de los circuitos las soluciones prácticas que mejor se adapten a las consignas del presente trabajo práctico.
-Presentar el informe del T.P correctamente en tiempo y forma.

Desarrollo práctico 

1) En el limitador representado en la figura 1. los diodos zener son idénticos (02DZ4.7).

       Si Vi es una señal triangular de 5VP 100Hz:

a] Dibujar en el "Multisim"

b] Simular el circuito y analizar los resultados obtenidos.

c] Representar la señal de entrada y salida en función del tiempo.

Trabajo práctico N°7: "Respuesta en Frecuencia del Amplificador Operacional No Inversor"

Objeto:

• Determinar la respuesta en frecuencia para un amplificador operacional inversor.
• Reconocer la gráfica de respuesta en frecuencia de A.O. en las hojas d datos del fabricante.
• Calcular el ancho de banda BW con las mediciones efectuadas en la simulación con software aplicado.
• Partiendo de la medición del tiempo de crecimiento de la señal (Tr rise time) y de la inclinación (Tilt) determinar el ancho de banda del circuito.

Desarrollo Práctico:

1)Determinación de la respuesta en frecuencia de un amplificador operacional no inversor.

a) Dibujar el circuito de la figura 1 utilizando software aplicado.

b) Aplicar a la entrada una señal senoidal de 10Hz 25mVp.

c) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión y fase a la salida del sistema, y calcular el valor de la ganancia de tensión y expresarla en dB.

d) Repetir el punto anterior para otros valores de frecuencia hasta los 1MHz completando la siguiente tabla.

e) Con los valores obtenidos en la tabla determinar la curva de la respuesta en frecuencia, graficando la variación de la ganancia de tensión en dB, en función de la frecuencia en escala logarítmica.

f) Determinar las frecuencias de corte, es decir aquellos valores en que la ganancia de tensión haya disminuido en -3dB de su valor máximo, marcar dichos valores en la curva y determinar el ancho de banda de la respuesta en frecuencia.

g) Modificar el circuito anterior tal como muestra la figura 2.

h) Repetir esta nueva configuración circuital para los puntos b), c), d) y e).

i) Graficar respuesta en frecuencia y, determinar nuevamente las frecuencia de corte y el BW, hacer comentarios.

j) A continuación determinaremos la frecuencia de corte superior dl circuito de la figura 2 mediante mediciones en régimen transitorio.Para ello reemplazaremos el generador de señal senoidal por uno de onda cuadrada de 25mVpp, 1KHz.

k)Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo el tiempo de crecimiento (riste time) y graficar la señal de entrada y salida.

l) Calcular el valor de la frecuencia de corte superior, mediante la siguiente fórmula:

fcs=0,35

       Tr

m) A continuación determinaremos la frecuencia de corte inferior del circuito de la figura 2 mediante mediciones de régimen transitorio. En este caso excitaremos el circuito con una onda cuadrada d 25mVpp, 50Hz.

n) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo la inclinación (Tilt) y graficar la señal de entrada y salida.

o) Calcular el valor de la frecuencia de corte inferior, mediante la siguiente fórmula:

fci=P.F

       pi  

p) Con los valores obtenidos l) y o), determinar el BW, y comparar con los valores determinados en el punto i).Hacer comentarios.

Trabajo práctico N° 6:"Respuesta en frecuencia del Amplificador Operacional Inversor"

Desarrollo práctico

1)Determinación de la respuesta en frecuencia para un amplificador operacional inversor:

a) Dibujar el circuito de la figura 6 utilizando software aplicado.

b) Aplicar a la entrada una señal senoidal de10Hz 25mVp.

 c) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión y fase a la  salida del sistema, y calcular el valor de la ganancia de tensión y expresarla en dB.

d) Repetir el punto anterior para otros valores de frecuencia hasta los 1MHz completando la siguiente tabla.

    e) Con los valores obtenidos en la tabla determinar la curva de la respuesta en frecuencia, graficando la variación de la ganancia de tensión den dB, en función de la frecuencia en escala logarítmica.

  

  f) Determinar la frecuencia de corte, es decir, aquellos valores en la que la ganancia de tensión haya disminuido -3dB de su valor máximo, marcar dichos valores en la curva y determinar el ancho de banda de la respuesta en frecuencia.

    g) Modificar el circuito anterior tal como muestra la figura 7.

    h) Repetir para esta nueva configuración circuital los puntos: b), c), d) y e).

h,b)

  h,c)

hd)

 he)

i)Graficar respuesta en frecuencia y determinar nuevamente las frecuencias de corte y el BW. Hacer
comentarios.

    j) A continuación determinaremos la frecuencia de corte superior del circuito de la figura 2 mediante mediciones en régimen transitorio. Para ello reemplazaremos el generador de señal senoidal por uno de onda cuadrada de 25 mVpp, 1KHz.

    k) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo el tiempo de crecimiento (rise time) y graficar la señal de entrada y salida.

Calculamos el Rise Time: 
Tr= t0,9 - t0,1
Tr=17us
 l) Calcular el valor de la frecuencia de corte superior, mediante siguiente fórmula:

fcs =  0,35

         Tr

    m) A continuación determinaremos la frecuencia de corte inferior del circuito de la figura 2 mediante mediciones de régimen transitorio. En este caso excitaremos el circuito con una onda cuadrada de 25mVpp, 100Hz.

    n) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo la inclinación (tilt) y graficar la señal de entrada y salida.

   

o)Calcular el valor de la frecuencia de corte inferior, mediante la siguiente fórmula:

fci = P.F

       pi

 p) Con los valores obtenidos l) y o), determinar el BW, y comparar con los valores determinados en el punto i). Hacer comentarios.

El ancho de banda (BW) que calculamos recientemente es casi igual al del gráfico de "Respuesta en frecuencia" calculado anteriormente, esot nos lleva a que el ancho de banda (BW) se puede calcular por los dos métodos.

Trabajo práctico Nª3: "Amplificadores Operacionales en circuitos Multietapas"

Desarrollo práctico

1)Dado el siguiente sistema multietapas de la figura 1:

   a)Hallar la expresión de la amplificación de tensión.
   b)Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida       del sistema.
   c)Si variamos el valor de R1 utilizando software aplicado comprobar que efectos produce en la tensión de salida.
   d)¿Cómo podríamos obtener una ganancia de 20 dB?.

Para el siguiente circuito:
 

   a) 

       

b) 

   

c) 

  El potenciometro en 0% 

       

El potenciometro en 50% 

    

El potenciometro en 100% 

    

d)   

                                                         

Variando las resistencias R7 y R6 podremos obtener el valor que necesitamos.

    

2)Dado el siguiente sistema multietapas de la figura 2:
   
   a)Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado,el valor de la tensión a la salida del sistema, la tensión en la entrada es senoidal y su valor pico es de 500mV.
   b)Grafique con osciloscopio la señal de entrada y de salida.
   c)Compruebe analíticamente.
   d)Calcular la potencia en la carga RL.
   e)Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, la tensión de la salida en una configuración simple de acuerdo con el circuito esquemático de la figura 3.
   f)Grafique con osciloscopio la señal de entrada y de salida.
   g)Compruebe analíticamente.


a)

 

b)

Trabajo Práctico Nº2: "Amplificadores operacionales en Circuitos Monoetapas"

Desarrollo Práctico

1)Para el circuito de la fig.1 utilizando Amp. Operacionales de tres terminales virtual (OPAMP_3T_VIRTUAL):

        a)Hallar la expresión de la corriente I3 a través de la R3.

        b)Compruebe prácticamente utilizando software aplicado el valor de la corriente I3.

        c)Si V1=500mV, R1=1K, R2=R3=R4=10K, ¿Cuánto vale I3 y cuál es el sentido de circulación?

a) y b)

c)

2)Dado el circuito de la figura 2 utilizando Amp. Operacionales de tres terminales virtual (OPAMP_3T_VIRTUAL):

  a) Verificar prácticamente el valor de las corrientes y de la tensión a la salida del sistema.
  b) Teniendo en cuenta las mediciones trate de escribir las ecuaciones de los nodos "A" y "B" y deduzca la expresión de la amplificación de tensión.
  c) Si reemplazamos la pila por un generador de señal tal como se muestra en la fig.3 variamos el valor P1 utilizando software aplicado comprobar que efectos produce en la tensión de salida medida con el osciloscopio.
  d) Con las variaciones del potenciómetro determine el valor de la tensión mínima y máxima hallando los valores de la ganancia de tensión mínima y máxima.
  e) ¿Cómo podríamos obtener una ganancia de tensión de 30 dB?.
  f) Con el valor de la tensión de salida determine el valor de la ganancia.
  g) Justifíque analíticamente y obtenga conclusiones.

a)

b)

c)

_En la demostración podemos observar que al variar el potenciómetro, la tensión de salida se amplifica._