6-4Procesos_de_señales_electricas_con_amplificadores_operacionales-1

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UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA I – ING. ELECTRICA I 6-4-Apéndice 4: Procesos de señales eléctricas con amplificadores operacionales -------------------------------------------------------------------------------------------------------- referido al potencial de masa; en este caso la carga RL no tiene ningún extremo conectado al potencial de masa. El voltaje de salida Vo se mide sobre RL. El segundo inconveniente, del amplificador diferencial básico, la falta de ganancia ajustable, se soluciona agregando tres resistores como se muestra en el siguiente circuito: V2 I V1 Vo En este caso la alta impedancia de entrada se mantiene por los seguidores de voltaje. Como el voltaje diferencial es de los AO vale cero (vi≈0), entonces los voltajes de entradas V1 y V2 estarán aplicados sobre los extremos del resistor “aR”; aR es un potenciómetro que se utiliza para ajustar la ganancia. La corriente que circula a través de este resistor vale: I = (V2-V1)/aR Cuando V2 > V1, la corriente circula según se muestra. Esta corriente circula por ambos resistores “R” y por lo tanto el voltaje a través de los tres resistores vale: Vo = I. (R + aR +R ) = [(V2-V1)/aR]. (R + aR +R ); simplificando, nos queda: Vo = ( V2 – V1).(1 + 2/a) Av ≡ Vo/( V2 – V1) = (1 + 2/a) Como conclusión, la ganancia del amplificador la podemos ajustar con un potenciómetro de valor aR. Por ejemplo para a= 1 Av = 3; para a = 0,1 Av = 21 No obstante de lograr alta impedancia de entrada y ganancia ajustable con un solo resistor, este amplificador solamente se puede aplicar a cargas flotantes, o se cargas que no tienen ningún terminal a masa. Para alimentar cargas con un terminal a masa, debemos agregar una etapa más que convierta el voltaje diferencial de entrada en un voltaje de salida referenciado a masa. El circuito que nos permite realizar este cambio, es el amplificador diferencial básico que ya hemos estudiado. El circuito resultante, se denomina “amplificador de instrumentación” ___________________________________________________________________ Apunte de cátedra Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli 18
UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA I – ING. ELECTRICA I 6-4-Apéndice 4: Procesos de señales eléctricas con amplificadores operacionales -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Amplificador de instrumentación Entrada negativa (-) (-) Salida Entrada positiva (+) Vo El amplificador de instrumentación es uno de los amplificadores más utilizados en la electrónica de baja frecuencia de los procesos industriales por su precision y versatibilidad. Como se muestra en el circuito, consta de tres AO y siete resistores. Esta realizado por dos etapas, una de alta impedancia seguida de un amplificador diferencial básico de ganancia unitaria. Este amplificador presenta en ambas entrada muy alta impedancia y el voltaje de salida solo responde a las diferencias de los voltajes de entrada (diferencial). Para establecer la ganancia, se utiliza un solo resistor “aR”, en la etapa de alta impedancia resultando: Av = Vo/(V1 – V2) = (1 + 2/a) donde a= aR/R Para eliminar el voltaje en modo común Voltaje de salida referencial Antes de proseguir con el estudio de las características de medición con el amplificador de instrumentación, veremos como podemos desplazar el nivel de voltaje de la salida a un nivel de referencia distinto de cero; para ello, analizaremos la etapa diferencial básica con un voltaje de referencia en su terminal no inversor: Vo ___________________________________________________________________ Apunte de cátedra Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli 19
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