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6-4Procesos_de_señales_electricas_con_amplificadores_operacionales-1

UTN REG. SANTA FE –

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA I – ING. ELECTRICA I 6-4-Apéndice 4: Procesos de señales eléctricas con amplificadores operacionales -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Si determinamos el voltaje en la entrada no inversora del AO (V + ), este resulta: V + = [Vref/(R+R)].R = Vref/2 Luego aplicamos la formula ya determinada del voltaje de salida del amplificador AO en configuración no inversora: Vo = V + . (R/R +1) = Vref/2. (1+1) = Vref Como vemos con señal diferencia nula (V1=0, V2=0) el valor de la señal de salida resulta el voltaje de referencia. En este caso, cuando tengamos una señal diferencial de entrada, el voltaje de diferencial de salida lo obtendremos superpuesto sobre un voltaje de referencia Vo= Vref + Vo´, siendo Vo´ el correspondiente valor de salida dado por el voltaje diferencial de entrada. Mediciones con el amplificador de instrumentación Con la finalidad de mejorar la versatilidad y rendimiento en las aplicaciones del amplificador de instrumentación, se modifica el alambrado del circuito del AO3, correspondiente a la etapa del amplificador diferencial básico. Para ello, se sacan tres terminales denominados “terminal sensor”, “terminal de salida” y “terminal de referencia”, según se muestra en la siguiente imagen: Rp≈10Ω La finalidad de esta modificación, tiene dos objetivos importantes: El primero, poder alimentar corrientes de cargas que superen la capacidad del A03; esto se logra colocando un transistor reforzador, como se muestra en el circuito. El segundo objetivo resulta importante cuando la carga a alimentar esta lejana a la salida del amplificador de instrumentación. La resistencia de los cables de conexión a la carga (Rp), modifican el equilibrio de los resistores que forman el amplificador básico diferencial. Para eliminar este inconveniente el terminal “sensor” se conecta al extremo de la carga y el terminal “referencia” a la masa de la carga. De esta forma se anulan los efectos de la resistencia de los cables de conexión, detectando el voltaje de realimentación en la carga y no en la salida del amplificador. ___________________________________________________________________ Apunte de cátedra Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli 20

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA I – ING. ELECTRICA I 6-4-Apéndice 4: Procesos de señales eléctricas con amplificadores operacionales -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Medición de voltaje y corriente con el amplificador de instrumentación I1 + - AI Vo AI: Amplificador de instrumentación S: terminal sensor R: terminal de referencia O: terminal de salida El esquema muestra el circuito para medir diferencias de voltaje (V1-V2) y también corrientes (I1). En el caso de mediciones de voltaje, partimos de la expresión de la ganancia del AI, siendo Av = Vo/(V1 – V2) = (1 + 2/a). Despejando (V1-V2) resulta: (V1 – V2) = Vo/(1 + 2/a). Para el caso de medir corrientes, se intercala un pequeño resistor en el circuito a medir, de manera tal que no modifique el funcionamiento normal del mismo y se mide la caída de voltaje en sus extremos. La corriente medida la obtendremos con la siguiente expresión: I1 = (V1 – V2)/ R1 = Vo/R1.(1 + 2/a). El voltaje de salida del AI, o sea “Vo”,se deberá realizar con un voltímetro de alta impedancia de entrada como por ejemplo, un voltímetro digital. Control de la corriente de carga con el amplificador de instrumentación AI IL El circuito nos muestra como podemos alimentar una carga con una corriente controlada, donde el AI actúa como una fuente de corriente constante. La corriente que entrega el AI a la resistencia serie vale: Io = IL = Vo/Rs = Vi.(1 + 2/a)/Rs ___________________________________________________________________ Apunte de cátedra Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli 21

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