UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Topologías internas de un amplificador operacional y dispositivos relacionados
Fig. 4.51: Red R/2R con un amplificador operacional para convertir la entrada binaria en tensión de salida. Se han utilizado los
valores de resistencias del conversor AD7541, así como su nomenclatura para nombrar las salidas. El conmutador bx es
controlado por +V DD y se inserta para aparear correctamente las resistencias.
Las anteriores redes son capaces de dividir submúltiplos de una corriente de referencia IREF.
El siguiente paso es buscar una manera de extraer estas corrientes y sumarlas según sea el valor
del bit asignado a cada rama. Para ello, se utilizarán conmutadores de doble camino y un
amplificador operacional que funciona como transconductor y que crea una tierra virtual (fig.
4.51). En esta estructura, un conmutador cuyo estado depende del valor del bit que lo controla
selecciona hacia donde se dirige la corriente proveniente de la red divisora de corrientes (En este
caso, red R/2R en escalera). En caso de que la entrada digital del conmutador k sea 0, la corriente
se dirige hacia el nudo de tierra. Sin embargo, si es 1, se dirige hacia la tierra virtual creada por
el amplificador operacional. Independientemente del estado del bit, el conjunto de ecuaciones
(4.110) se verifican por lo que de la red R/2R funciona correctamente.
En definitiva, la corriente que llega al nodo OUT es igual a:
V 1
I = ∑ b (4.113)
R
OUT
n
k = 1
k · REF · k
2
Reordenando la anterior expresión:
V
k
I = ∑ b ·2
(4.113)
n
OUT
REF
n
2 R k = 1
k
El segundo término de esta expresión es igual al número binario expresado en formato
decimal. Por tanto, esta magnitud es proporcional al valor de la entrada binaria. En la práctica, es
difícil trabajar con intensidades y es preferible hacerlo con tensiones. Para ello, se utiliza la
resistencia RFB que realimenta el amplificador operacional. Evidentemente, una vez que la
corriente IOUT ha llegado al nudo OUT, debe continuar su camino. Esta corriente es drenada a
través de RFB hacia la salida del amplificador operacional. En este caso, la salida del
amplificador es:
R V
k
V =− ∑ b ·2
(4.114)
n
FB REF
FB
R
n
2 k = 1
k
Si se elige RFB = R, la expresión anterior se convierte en:
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