13a clase (13/04/2015)

En esta clase nos dedicamos básicamente a realizar ejercicios para poner en práctica los conocimientos previamente explicados sobre potencia.

A medida que vamos haciendo ejercicios, descubrimos que se puede aplicar superposición en el cálculo de potencias.

También aprendemos a calcular la potencia media de un bipolo:

12a clase (09/05/2015)

Al comenzar la clase vimos la utilidad que puede tener el uso de un AO sin realimentación. Cuando eso sucede, la solución cae en la zona de saturación positiva (Vo=Vcc) si la entrada positiva es mayor que la negativa, y viceversa. Por lo tanto, la salida será del estilo:

Donde Sign(x) es una función que vale 1 si x es positiva y -1 si es negativa. En este caso decimos que el AO actúa como un comparador.

A partir de este concepto fuimos viendo sus diversas utilidades, como un circuito temporizador. Se puede añadir un potenciómetro al circuito para poder variar la tensión con la que comparamos y también puede añadirse un diodo LED para comprobar visualmente la comparación.

Para cerrar el capítulo del amplificador operacional, vimos una pequeña prueba que podemos realizar en el caso que tengamos dudas en la polarización de un AO. Para ello, debemos probar en los dos polarizaciones las soluciones Vo=0, Vo=Vcc y Vo=-Vcc. Si las tres soluciones son posibles, la polarización es errónea.

En la segunda parte de la clase, cambiamos totalmente de tema, para pasar a dedicarnos al tema de la potencia. Sabemos que la fórmula básica de la potencia es:

Aun así, muchas veces nos interesa saber la potencia media, para lo que necesitamos conocer un valor medio de la tensión:

• Valor medio

• Valor en media cuadrática

El valor en media cuadrática nos es útil ya que no vale 0 cuando una función es senoidal, como sí ocurre con el valor medio.

Terminamos la clase recordando que en una resistencia:

En condensadores e inductores no se disipa potencia.

11a clase (26/03/2015)

Empezamos la clase viendo que podemos obtener el macromodelo de cualquier circuito con amplificadores operacionales, es decir, su descripción mediante los elementos de "nuestra biblioteca de componentes"

Analizando el macromodelo del amplificador no inversor llegamos a la conclusión de que podemos considerarlo ideal, ya que el hecho de tener una resistencia de entrada infinita evita que el circuito conectado a su entrada sea modificado y, por lo tanto, la señal no se perturba al ser amplificada. Este fenómeno no se produce en el resto de circuitos y, por lo tanto, necesitamos alguna manera de solucionar este problema.

La solución consiste en buscar un amplificador no inversor con amplificación igual a la unidad. Este hecho se produce cuando R2=0 (recordemos que en un AO no inversor: Vo=Vin(1+R2/R1) ) y por lo tanto, R1 puede ser un valor cualquiera. Para mayor comodidad, proponemos R1=infinito, provocando un circuito abierto.

Acabamos de obtener un seguidor de tensión, elemento que añadiremos antes de la entrada de cualquier circuito con AOs (excepto el no inversor) con el fin de no perturbar la señal.

Seguidor de tensión

Todo lo visto hasta ahora en relación a los amplificadores operacionales nos abre las puertas del procesado analógico de señal. Muchas veces, a la hora de tratar señales, necesitaremos realizar numerosas operaciones matemáticas, que serán realizadas por amplificadores operacionales (de ahí que lleven la palabra operacional en su nombre).

Lo primero que hacemos al diseñar un circuito para procesar una señal es realizar un diagrama de bloques, en el que cada bloque representará una operación matemática, siendo imprescindible que la salida de cada bloque sea un AO. Por lo tanto, ahora nos definiremos nuestra "biblioteca de bloques" para realizar dichas operaciones:

1. Divisor de tensión (multiplicación por k<1)

Formado por un divisor de tensión como el que ya conocemos y un seguidor de tensión para no alterar la señal. La formula es la misma que en el divisor  de tensión convencional.

2.Amplificador (multiplicación por k>1)

Formado únicamente por un amplificador no inversor.

3. Inversor

Formado por un amplificador inversor como el que ya conocemos, con sus dos resistores iguales.

Vout= -V

4. Restador 

Vout=V1 - V2

5. Integrador

6. Derivador

Es el integrador intercambiando las posiciones del resistor y el condensador. La salida no sale negativa.

Cabe destacar que los AOs funcionan a la perfección a frecuencias inferiores a 1 MHz, como por ejemplo las del audio. Para frecuencias mayores, es necesario el uso de transistores.

Finalmente, introducimos el concepto de potenciómetro, un resistor variable que nos permite realizar divisores de tensión variables.

Símbolo del potenciómetro

El potenciómetro como
divisor de tensión