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UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO SEGUNDO SEMESTRE 2020/2021 LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS PRACTICA 4 DISEÑO CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES (OPAMs) ROBERT STEVEN REGALADO TAMAYO 210224 OBJETIVOS • Diseñar un circuito de acondicionamiento con amplificadores operacionales y verificar las mediciones experimentales mediante técnicas de análisis de circuitos. PRELABORATORIO 1. Diseñar las siguientes configuraciones de amplificadores operacionales. Tomar en cuenta que los valores de las resistencias de sus diseños deben ser comerciales. Amplificador no inversor (Ganancia 5) 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣𝑖𝑛 = 5 5 = 1 + 𝑅𝑓 𝑅𝑖𝑛 → 4 = 𝑅𝑓 𝑅𝑖𝑛 Asumo 𝑅𝑓 = 7.2 𝐾Ω 4 = 7.2 𝐾Ω 𝑅𝑖𝑛 Por lo tanto: 𝑅𝑖𝑛 = 7.2 𝐾Ω 4 = 1.8𝐾Ω UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO SEGUNDO SEMESTRE 2020/2021 Ganancia Real: 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣𝑖𝑛 = 𝑅𝑓 𝑅𝑖𝑛 = 7.2 𝐾Ω 1.8𝐾Ω = 5 Amplificador inversor (Ganancia 5) 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣𝑖𝑛 = 5 5 = − 𝑅𝑓 𝑅𝑖𝑛 Asumo 𝑅𝑓 = 7.2 𝐾Ω 5 = − 7.2 𝐾Ω 𝑅𝑖𝑛 Por lo tanto: 𝑅𝑖𝑛 = − 7.2 𝐾Ω 5 = 1440 ≅ 1.5𝐾Ω Ganancia Real: 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣𝑖𝑛 = 𝑅𝑓 𝑅𝑖𝑛 = 7.2 𝐾Ω 1.5𝐾Ω = 4.8 UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO SEGUNDO SEMESTRE 2020/2021 Amplificador sumador inversor: Ganancia 1 (1): 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣𝑖𝑛 = 1 1 = − 𝑅𝑓 𝑅1 Asumo 𝑅𝑓 = 3.3 𝐾Ω 1 = − 3.3𝐾Ω 𝑅1 Por lo tanto: 𝑅1 = − 3.3 𝐾Ω 1 = 3.3𝐾Ω Ganancia 2 (3.3): 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣𝑖𝑛 = 3.3 1 = − 𝑅𝑓 𝑅2 3.3 = − 3.3 𝐾Ω 𝑅2 Por lo tanto: 𝑅2 = − 3.3 𝐾Ω 3.3 = 1𝐾Ω UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO SEGUNDO SEMESTRE 2020/2021 PARTE 2 2. Diseñar la siguiente configuración de amplificadores operacionales. Tomar en cuenta que los valores de las resistencias de sus diseños deben ser comerciales. Para el diseño tomamos el circuito de Dorf y calculamos: 𝑣𝑜𝑢𝑡 = 𝑅2 𝑅1 ∙ (𝑣2 − 𝑣1) = 𝑅2 𝑅1 ∙ 𝑣2 − 𝑅2 𝑅1 ∙ 𝑣1 El primer caso necesitamos una ganancia 1, por lo tanto: 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣1 = 𝑅2 𝑅1 = 1 Asumimos 𝑅1 = 1𝐾Ω Por lo tanto, 𝑅2 = 1𝐾Ω El segundo caso necesitamos una ganancia 2, por lo tanto: 𝑣𝑜𝑢𝑡 𝑣1 = 𝑅2 𝑅1 = 2 Asumimos 𝑅1 = 1𝐾Ω Por lo tanto, 𝑅2 = 2𝐾Ω, lo cual se ve reflejado como dos resistencias en serie de 𝐾Ω, o en su defecto una resistencia de 2.2𝐾Ω, lo cual nos da una ganancia de 2.2. UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO SEGUNDO SEMESTRE 2020/2021 3. Diseñar el circuito utilizando amplificadores operacionales LM741 que permita obtener una salida en el rango de 2.5 a 8 VDC para una entrada lineal en el rango de 0 a 1 Voltio. Utilizar valores de resistencias comerciales. Tenemos una entrada de 0 a 1 Voltio, que busca tener una salida de 2.5 a 8 Voltios. Aplicamos el siguiente diseño, dos amplificadores inversores y un amplificador inversor sumador: 𝑅1 = 𝑅3 = 1𝐾Ω 𝑅2 = 2.2𝐾Ω + 3.3𝐾Ω = 5.5𝐾Ω 𝑅4 = 1𝐾Ω + 1.5𝐾Ω = 2.5𝐾Ω 𝑅5 = 𝑅6 = 1𝐾Ω UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO SEGUNDO SEMESTRE 2020/2021 BIBLIOGRAFIA • DORF, Richard; SVOBODA, James Introduction to Electric Circuits: Wiley 9th Edition
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