Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

Circuitos lineales con amplificador operacional 715
Si se utiliza la excitación de guarda, el circuito puede modificarse como se muestra en la Figura 20.20b. La tensión
en modo común excita a un seguidor de emisor, cuya salida se conecta a la pantalla del cable. Si se emplean
cables separados para las entradas puede hacerse una modificación similar.
Resumiendo, los amplificadores de instrumentación monolíticos tienen típicamente una ganancia de tensión
comprendida entre 1 y 1000, que puede fijarse utilizando una resistencia externa, un CMRR mayor que 100 dB,
una impedancia de entrada mayor que 100 M, una tensión de offset de entrada menor que 0,1 mV, una deriva
menor que 0,5 V/°C y otros parámetros de salida con los valores adecuados.
Ejemplo 20.4
En el circuito de la Figura 20.18, R 1 1k, R 2 100 k y R 10 k. ¿Cuál es la ganancia de tensión diferencial
del amplificador de instrumentación? ¿Cuál es la ganancia de tensión en modo común si la tolerancia de las resistencias
de la segunda etapa es del 0,01 por ciento? Si v in 10 mV y v in(CM) 10 V, ¿cuáles son los valores de
las señales de salida diferencial y en modo común?
SOLUCIÓN
Aplicando las ecuaciones dadas en la Figura 20.18, la ganancia de tensión del preamplificador es:
A v 10 0 k
1 101
1 k
Puesto que la ganancia de tensión de la segunda etapa es 1, la ganancia de tensión del amplificador de instrumentación
es 101.
La ganancia de tensión en modo común de la segunda etapa es:
A v(CM) 2(0,01%) 2(0,0001) 0,0002
Como la primera etapa tiene una ganancia de tensión en modo común de 1, la ganancia de tensión en modo común
del amplificador de instrumentación es 0,0002.
Una señal de entrada diferencial de 10 mV producirá una señal de salida de:
v out 101(10 mV) 1,01 V
Una señal en modo común de 10 V producirá una señal de salida de:
v out(CM) 0,0002(10 V) 2mV
Incluso aunque la señal de entrada en modo común sea 1000 veces más grande que la entrada diferencial, el CMRR
del amplificador de instrumentación produce una señal de salida en modo común que es aproximadamente 500
veces más pequeña que la señal de salida diferencial.
PROBLEMA PRÁCTICO 20.4
resistencia de la segunda etapa.
Repita el Ejemplo 20.4 con R 2 50 k y 0,1% como tolerancia de la
20.6 Circuitos con amplificador sumador
El restador
En el Capítulo 18 hemos presentado el amplificador sumador básico. Ahora, vamos a ver algunas de las variantes
de este circuito.
La Figura 20.21 muestra un circuito que resta dos tensiones de entrada para generar una tensión de salida igual a
la diferencia de v 1 y v 2 . He aquí cómo funciona este circuito: la entrada v 1 excita a un inversor con una ganancia de
tensión igual a la unidad. La salida de la primera etapa es v 1 . Esta tensión es una de las entradas al circuito sumador
de la segunda etapa. La otra entrada es v 2 . Puesto que la ganancia de cada uno de los canales es igual a la
unidad, la tensión de salida final es igual a v 1 menos v 2 .