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