amplificador operacional

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LABORATORIO ELECTRÓNICA ANALÓGICA
PRÁCTICA 4. Amplificador operacional: Ganancia y respuesta en frecuencia
Objetivo de la práctica
Estudiar la ganancia y respuesta de un amplificador operacional en función de la frecuencia de la señal de entrada.
Realización de la práctica 
1. Hallar teóricamente el valor de las frecuencias de corte de un amplificador no inversor para ganancias de 10, 50 y 100. Compararlas con los valores reales obtenidos en el laboratorio. Comprobar que el producto ganancia × ancho de banda se mantiene prácticamente constante. Los valores de f1 y A0 los deducimos de la gráfica 1 y de las hojas del fabricante.
2. Repetir el apartado 1 para un amplificador inversor con ganancias 20, 40 y 80. 
Fórmulas utilizadas:			Amplificador No Inversor:		
			Amplificador Inversor:			
				
Deducimos de la gráfica que nos proporciona el fabricante (guion del laboratorio), el valor de A0. 
			
Utilizaremos los siguientes cálculos teóricos:
AMPLIFICADOR NO INVERSOR		NOTA:º 		
			
						
			
					
			
						
AMPLIFICADOR INVERSOR
			
					
			
					
			
					
NOTA: No pudimos realizar resultados prácticos precisos. Utilizo las simulaciones y adjunto al final de la práctica las fotos realizadas del amplificador inversor montado en el laboratorio.
SIMULACIONES
Amplificador No Inversor
R1=1kΩ y R2=9kΩ
Se observa que la disminución de ganancia empieza a producirse lentamente sobre los 10kHz, pero según el criterio utilizado, ésta se produce cuando se ha generado una caída de 3dB. La caída de 3 dB se debería producir teóricamente en la frecuencia de corte, es decir, en 100kHz (calculados anteriormente). Esto correspondería a una ganancia de 7V en ese instante. Haciendo los cálculos pertinentes, obtenemos que:
	 -- 		
Por tanto, verificamos que efectivamente, los cálculos realizados teóricamente y los simulados con Orcad PSpice son correctos.
NOTA*: 	 	significa la ganancia en decibelios en el punto de la frecuencia de corte.
					R1=1kΩ y R2=49kΩ
 -- 		
					R1=1kΩ y R2=99kΩ
 -- 		
Nota de las simulaciones: en los logaritmos que he aproximado, el resultado siempre me suponía una diferencia de 0.1 con el resultado indicado (por defecto), siendo la caída de ganancia de tensión en lugar de 3 dB de 3.1 dB. No lo he mostrado en los cálculos porque no lo he visto relevante, pero notar que quizás el criterio más acertado debería ser una caída de 3.1 dB en vez de 3 dB ( al menos con lo mostrado mediante PSpice ).
		Circuito No Inversor simulado
Simulación del Circuito con ganancia 10
Simulación del Circuito con ganancia 50.
*NOTA: se observa que el circuito alimentado con 20 Voltios no puede amplificar más de 20 Voltios, lógicamente. Por tanto, cambiamos la alimentación en nuestra simulación a un valor mayor (p.e.100V).
Simulación del Circuito con ganancia 50, corregido.
Simulación del Circuito con ganancia 100
	
Simulación del circuito de ganancia 100, corregido.
Amplificador Inversor
R1=5kΩ y R2=100kΩ
Circuito de ganancia 20
R1=3kΩ y R2=120kΩ
Circuito de ganancia 40
R1=2kΩ y R2=160kΩ
Circuito de ganancia 80
Circuito inversor
Circuito de ganancia 20
Circuito de ganancia 40
	
Circuito de ganancia 80
RESULTADOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO:
Circuito inversor de ganancia 50
LABORATORIO ELECTRÓNICA ANALÓGICA
 
PRÁCTICA 4.
 
Amplificador operacional: Ganancia y respuesta en frecuencia
 
 
Objetivo de la práctica
 
Estudiar la ganancia y respuesta de un amplificador operacional en función de la frecuencia de la señal de 
entrada.
 
 
Realización de la práctica 
 
1. 
Hallar teóricamente el valor de las frecuencias de corte de un amplificador no inversor para ganancias 
de 10, 50 y 100. Compararlas con los valores reales obtenidos en el laboratorio. Comprobar que el 
producto ganancia × anch
o de banda se mantiene prácticamente constante. Los valores de f1 y A0 los 
deducimos de la gráfica 1 y de las hojas del fabricante.
 
2.
 
Repetir el apartado 1 para un amplificador inversor con ganancias 20, 40 y 80. 
 
 
Fórmulas utilizadas:
 
 
 
Amplificador No 
Inversor
:
 
????
=
1
+
??
2
??
1
 
 
ω
f
=
ω1
(
1
+
A0
β
)
 
 
 
Amplificador Inversor
:
 
 
????
=
-
??
2
??
1
 
 
β
=
??
1
??
1
+
??
2
=
1
????
 
 
 
 
Deducimos de la grαfica que nos proporciona el fabricante (guion del laboratorio), el valor de A0. 
 
??
0
=
200000
 
 
 
ω1
=
5
 
Hz
 
Utilizaremos los 
siguientes
 
cαlculos
 
teσricos
:
 
AMPLIFICADOR NO INVERSOR
 
 
NOTA:Ί 
 
ω
=
frecuencia
 
 
ω
f
=
frecuencia
 
corte
 
????
=
10
 
β
=
1
10
 
 
ω
f
=
ω1
?
1
+
A0
β
?
=
5
?
1
+
200000
Χ
1
10
?
=
100005
?
10
5
????
 
????
Χ
??
=
10
5
Χ
10
=
10
6
????
 
 
 
??
1
=
1
????
 
 
??
2
=
9
????
 
 
????
=
50
 
β
=
1
50
 
 
ω
f
=
ω1
?
1
+
A0
β
?
=
5
?
1
+
200000
Χ
1
50
?
=
20005
?
2
Χ
10
4
????
 
????
Χ
??
=
2
Χ
10
4
Χ
50
=
10
6
????
 
 
??
1
=
1
????
 
 
??
2
=
49
????
 
 
????
=
100
 
β
=
1
100
 
 
ω
f
=
ω1
?
1
+
A0
β
?
=
5
?
1
+
200000
Χ
1
100
?
=
10005
?
10
4
????
 
????
Χ
??
=
10
4
Χ
100
=
10
6
 
 
 
??
1
=
1
????
 
 
??
2
=
99
????
 
 
LABORATORIO ELECTRÓNICA ANALÓGICA 
PRÁCTICA 4. Amplificador operacional: Ganancia y respuesta en frecuencia 
 
Objetivo de la práctica 
Estudiar la ganancia y respuesta de un amplificador operacional en función de la frecuencia de la señal de 
entrada. 
 
Realización de la práctica 
1. Hallar teóricamente el valor de las frecuencias de corte de un amplificador no inversor para ganancias 
de 10, 50 y 100. Compararlas con los valores reales obtenidos en el laboratorio. Comprobar que el 
producto ganancia × ancho de banda se mantiene prácticamente constante. Los valores de f1 y A0 los 
deducimos de la gráfica 1 y de las hojas del fabricante. 
2. Repetir el apartado 1 para un amplificador inversor con ganancias 20, 40 y 80. 
 
Fórmulas utilizadas: Amplificador No Inversor: ????=1+
??2
??1
 
ωf=ω1(1+A0β) Amplificador Inversor: ????=
-??2
??1
 
β=
??1
??1+??2
=
1
????
 
Deducimos de la gráfica que nos proporciona el fabricante (guion del laboratorio), el valor de A0. 
??0=200000 ω1=5 Hz 
Utilizaremos los siguientes cálculos teóricos: 
AMPLIFICADOR NO INVERSOR NOTA:º ω=frecuencia ωf=frecuencia corte 
????=10 β=
1
10
 ωf=ω11+A0β=51+200000×
1
10
=100005?10
5
???? 
????×??=10
5
×10=10
6
???? ??1=1???? ??2=9???? 
????=50 β=
1
50
 ωf=ω11+A0β=51+200000×
1
50
=20005?2×10
4
???? 
????×??=2×10
4
×50=10
6
???? ??1=1???? ??2=49???? 
????=100 β=
1
100
 ωf=ω11+A0β=51+200000×
1
100
=10005?10
4
???? 
????×??=10
4
×100=10
6
 ??1=1???? ??2=99????