Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

766 Capítulo 21
Producto ganancia-ancho de banda
de los amplificadores operacionales
En todas nuestras exposiciones acerca de los filtros activos, vamos a suponer que los amplificadores operacionales
tienen el suficiente producto ganancia-ancho de banda (GBW, gain-bandwidth product) como para no afectar
al funcionamiento del filtro. Un producto GBW limitado hace que el Q de una etapa aumente. Para frecuencias
de corte altas, un diseñador debe tener presente la limitación del GBW, ya que puede variar el funcionamiento del
filtro.
Una forma de corregir un GBW limitado es mediante la predistorsión, lo que hace referencia a disminuir el
valor de diseño de Q cuando sea necesario compensar el valor limitado del producto ganancia-ancho de banda. Por
ejemplo, si una etapa debe tener un Q de 10 y una limitación del GBW hace que aumente a 11, el diseñador puede
definir una predistorsión diseñando la etapa de modo que Q sea 9,1. El GBW limitado aumentará el valor de Q de
9,1 a 10. Los diseñadores tratan de evitar la predistorsión porque, en ocasiones, etapas con un bajo Q y un alto Q
interactúan de forma adversa. El mejor método consiste en utilizar un amplificador operacional mejor, uno con un
GBW más alto (lo mismo que f unidad ).
Ejemplo 21.3
¿Cuáles son los valores de la frecuencia del polo y de Q del filtro mostrado en la Figura 21.27? ¿Cuál es la frecuencia
de corte?
Figura 21.27
Ejemplo de Butterworth con ganancia unidad.
1,64 nF
v in
30 k 30 k
820 pF
+
–
v out
SOLUCIÓN
El factor Q y la frecuencia del polo son:
C
Q = 05 = 05 164 2 , pF
, , = 0,
707
C 820 pF
f
p
1
1
= =
2πR CC 2π(
30k
) (820 pF) (1,64 nF)
El valor de Q de 0,707 nos dice que se trata de una respuesta de Butterworth, por lo que la frecuencia de corte es la
misma que la frecuencia del polo:
f c f p 4,58 kHz
1
1 2
= 458kHz ,
La respuesta del filtro se quiebra a 4,58 kHz y disminuye con una pendiente de 40 dB por década porque n 2.
PROBLEMA PRÁCTICO 21.3
Repita el Ejemplo 21.3 cambiando los valores de las resistencias a 10 k.
Ejemplo 21.4
En la Figura 21.28, ¿cuáles son los valores de la frecuencia del polo y de Q? ¿Cuál es la frecuencia de corte?
SOLUCIÓN
El factor Q y la frecuencia del polo son: