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 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Vo = - (R5/R2).(Vi) – (R5/R4).(-Vi) = - Vi + 2.Vi = +Vi Como vemos el voltaje de salida Vo sigue al voltaje de entrada, en todo el semiciclo positivo, con la misma polaridad Para el semiciclo negativo de Vi el diodo Dp no conduce por lo tanto el nudo “c” esta a potencial cero Volt. El voltaje de salida vo ahora solo depende de AO2 que opera como Amplificador inversor siendo su valor: Vo = -(R5/R2).(-Vi) = -(R/R).(-Vi)= +Vi Se puede observar que durante el semiciclo negativo, la salida sigue a la entrada pero con polaridad opuesta o sea +Vi. Circuito de valor medio absoluto (MAV) Este circuito, llamado de valor medio absoluto (MAV) o convertidor de ca a cc, es un rectificador de precision con entradas conectadas a masa (ya analizado), con la variante que se le ha colocado un capacitor en paralelo con R5; esta modificación convierte al AO2 en un circuito sumador integrador por lo tanto en la salida se obtiene el valor promedio de la señal alterna rectificada. Este valor promedio, será diferente, según sea la forma de onda de la señal alterna, como se puede observar en los diferentes gráficos: Vm Vm Vm T T T Vp Onda senoidal Vp Onda triangular Onda cuadrada Vp T Promedio T Promedio T Promedio T Voltaje rectificado T Voltaje rectificado T Voltaje rectificado MAV=(2/Π).Vm MAV=(1/2)Vm MAV=Vm Cuando se aplica el voltaje inicial, toma aproximadamente unos 50 ciclos (para una fi=50c/s de Vi) para que el capacitor tome la carga final y fije el MAV en Vo. ___________________________________________________________________ Apunte de cátedra Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli 70
UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA I – ING. ELECTRICA I 6-4-Apéndice 4: Procesos de señales eléctricas con amplificadores operacionales -------------------------------------------------------------------------------------------------------- Este circuito se utiliza en voltímetros digitales comerciales para medir valores eficaces de voltaje en señales alternas, dado que el MAV es muy próximo al valor medio cuadrático (VCM).Solo se deberá corregir por el factor de forma, que para señal senoidal y rectificación de onda completa vale: _ _ FFv = Vo(rms) / Vo = (Vm/√2)/(2/Π).Vm = Π/(2.√2 ) En el circuito, se puede realizar haciendo la relación R5/R2 = 1,11 y R5/R4 = 2,22; de esta manera el nuevo MAV en Vo coincidirá con el VCM (valor eficaz) del voltaje de la señal de entrada. Cabe destacar que la medición obtenida mide el valor eficaz siempre y cuando la señal de entrada sea senoidal. Para otros tipos de formas de señales (triangular, cuadrada u otra forma), la medición no coincidirá con el valor eficaz. Para medir el valor eficaz de cualquier señal necesitamos un circuito que eleve al cuadrado la señal de entrada, luego determine su valor promedio y finalmente calcule la raíz cuadrada. Esto se puede lograr con los denominados “multiplicadores analógicos” que son arreglos complejos de AO y otros elementos de circuitos, disponibles en la actualidad en forma de circuitos integrados o módulos funcionales; por ejemplo el multiplicador AD534.Es una electrónica mas compleja y mas cara que se aplica en los denominados voltímetros analógicos de “verdadero valor eficaz”. También el valor eficaz de una señal alterna se puede obtener mediante sistemas electrónicos programables utilizando sistemas con microprocesadores o microcontroladores. Rectificador de precision con puente de diodos y AO + - Vo En este circuito el amplificador operacional trabaja como inversor donde la realimentación se efectúa mediante un puente de diodos. La corriente de entrada vale para ambos semiciclos Ii = Vi/R1; esta corriente circula por RL en la misma dirección por la acción del puente de diodos. El valor del voltaje de salida vale: Vo = –(RL/R1). Vi; si RL = R1 resulta Vo = Vi para ambos semiciclos. El inconveniente que presenta este circuito es que dispone de una salida flotante, no pudiéndose conectar la carga a masa. Como contrapartida utiliza un solo AO, siendo posible además obtener cualquier ganancia de voltaje sin más que modificar la relación RL/R1. Si quisiéramos medir el voltaje referido a masa deberíamos agregar una etapa mas, el amplificador diferencial que ya hemos analizado en el amplificador de instrumentación. ___________________________________________________________________ Apunte de cátedra Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli 71
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