Practica 1 - César Esquivel

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Universidad de Guadalajara 
 Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías 
Ingeniería de control 
 
 
Practica No. 1: Amplificador de Ganancia Variable 
Prof. Ing. René Armando De la Peña Salazar 
Integrantes del equipo: 
Diego Castro Gutiérrez 
Vanesa Citlalli Gómez Ríos 
Mariel Hernández Alvarado 
Irving Manuel Valencia García 
Cesar Antar Esquivel González 
Universidad de Guadalajara 
 Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingeniería 
Ingeniería Mecánica Eléctrica 
 
 
Amplificador de ganancia variable 
Objetivo: Implementar mediante el uso de amplificadores operacionales un circuito 
que muestre cómo se comporta la saturación de la onda. 
Material: 
Cantidad Descripción 
2 Circuito integrado LM741 
4 Resistencias de 10kΩ 
1 Potenciómetro de 500kΩ 
1 Protoboard 
1 Alambre para Protoboard 
1 Pinzas de punta 
1 Generador de funciones 
 
1 Osciloscopio 
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Ingeniería Mecánica Eléctrica 
 
 
Marco Teórico: 
 Un amplificador operacional es un circuito electrónico conformado básicamente 
por tres etapas acopladas directamente de manera que funciona como un 
amplificador de voltaje diferencial de muy alta ganancia capaz de operar desde 
DC: 
Primera etapa consiste en un amplificador diferencial. 
Segunda etapa proporciona una alta ganancia de voltaje y un desplazamiento de 
nivel adecuado. 
Tercera etapa presenta baja impedancia de salida. 
 
Físicamente, un amplificador operacional es un circuito electrónico que cuenta con 
dos entradas y una salida 
 
 
Ilustración 1. Terminales de entrada y salida de un amplificador operacional. 
 Ideal Real 
Ancho de la banda ∞ 500 KHz 
 
Ganancia en lazo abierto ∞ ±Vsat 
Impedancia de entrada ∞ 500kΩ 
Impedancia de salida 0 50Ω 
 Vin=0 
Vout=0 
 
 
Vin=0 
Vout=10mV 
Tabla 1 Características de operación del amplificador ideal vs amplificador real. 
Existen configuraciones básicas en lazo cerrado empleando el amplificador 
operacional y partir de ellas se pueden construir configuraciones más complejas 
para propósitos específicos como en el caso del amplificador de instrumentación 
que en este proyecto es usado para la amplificación de las señales cardiacas. 
Un amplificador de transconductancia variable (OTA) es un dispositivo electrónico 
parecido a un amplificador operacional y este es parecido al amplificador de 
ganancia variable. 
Si bien en un amplificador operacional, la tensión de salida es proporcional a la 
tensión de entrada, en un amplificador operacional de transconductancia, es la 
corriente de salida la que es proporcional a la tensión de entrada: 
𝐼_{𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎} = 𝑔_𝑚 \𝑐𝑑𝑜𝑡𝑉_{𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎} 
 
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Esto se consigue con una alta impedancia de salida, a diferencia del amplificador 
operacional (OA) que presenta una baja impedancia a la salida. Esto implica que 
el OTA trabajará con bajas corrientes de salida. La aplicación práctica más común 
de estos dispositivos es la de amplificador de ganancia variable controlada por 
tensión (como control de volumen en equipos de audio). Actualmente, para estas 
aplicaciones existen C.I. de controles de volumen específicos, controlados por una 
tensión DC o por una señal digital para adecuar una interfaz de un pulsador o de 
la señal de un mando a distancia 
 
Estos circuitos integrados (C.I.) disponen de una entrada de corriente que controla 
la ganancia de corriente. Colocando una resistencia a la salida, se puede hacer la 
conversión de corriente a tensión, transformando el dispositivo en un amplificador 
controlado por tensión a través de la referida entrada. 
Respecto a su operación básica, el OTA ideal, la corriente de salida es una 
función lineal de la tensión diferencial de entrada, calculada como sigue: 
 
𝐼𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎= (𝑉𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎+ −𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎−). 𝐺𝑚𝑠𝑐 
 
Donde el voltaje a la entrada es la tensión de la entrada negativa no- 
inversora, el voltaje de salida es la tensión en la entrada inversora y el 𝐺𝑚𝑠𝑐 es la 
transconductancia en corto circuito del amplificador. 
La tensión de salida del amplificador es el producto de su corriente de salida y su 
resistencia de carga: 
𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎= 𝐼𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑥𝑅𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 
La ganancia de tensión es entonces el cociente de la tensión de salida y la entrada 
de tensión diferencial: 
 
 
 
Diagrama de bloques: 
 
 
 
 
 
 
Generador
Voltajes de 
entrada
Primer Circuito 
Integrado 
lm741
Osciloscopio
Segundo 
Circuito 
Integrado 
lm741
Osciloscopio 
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Ingeniería Mecánica Eléctrica 
 
 
Simulación: 
 
Ilustración 2. Diagrama de conexión del circuito en Multisim. 
 
 
Ilustración 3. Ondas senoidales a la entrada y salida con variación del 20%. 
 
 
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Fotos de la practica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones: 
Durante la práctica, llegamos a percatarnos mediante el osciloscopio de su 
funcionamiento de una manera gráfica, quedándonos claro cómo se visualiza la 
onda cuando experimenta una varianza de amplitud; para poder construir nuestro 
dispositivo electrónico se tuvo contratiempos en el armado que nos hizo perder 
algunos circuitos integrados, así como caimanes. Sin embargo, se logró finalizar el 
objetivo con éxito. 
 
Bibliografía: 
 Unicrom, E. (s.f.). Comparador de ventana con dos Amplificadores 
Operacionales. de http://www.unicrom.com/tut_comp_ventana.asp 
 U. N. A. d. México, «academicos.ccadet.unam,» [En línea]. Available: 
http://www.academicos.ccadet.unam.mx/jorge.marquez/cursos/Instrumen
tacion/Amplific adoresOperacionales.pdf. 
http://www.unicrom.com/tut_comp_ventana.asp