Informe2Lab_Electronica

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Universidad de Carabobo
Facultad de Ingeniería
Departamento de Electrónica
Laboratorio de Electrónica III
PRACTICA 2. Amplificadores Operacionales.
	
Alumnos:
Carache Yskar C.I: 20.931.915
Villanueva Joel C.I: 25.711.609
 Profesor: Adrian Mirabal 
 Sección # 08. 
Bárbula, Febrero de 2016.
INTRODUCCION:
En la presente práctica analizaremos diversas características de los amplificadores operacionales, su importancia y sus aplicaciones. 
En este primer informe realizaremos dos experimentos en el cual estudiaremos el comportamiento del voltaje DC de desbalance (Vio) que se encuentra presente en la entrada de un amplificador el cual se origina de manera no ideal debido a la polarización del mismo generando un voltaje de salida (Vo) distinto de cero como consecuencia de la desigualdad de los voltajes en los transistores en la etapa de la entrada. Luego analizaremos el SLEW RATE el cual es un efecto no lineal en los amplificadores, este nos indica la máxima rapidez de cambio que puede tener un Amplificador Operacional ante una entrada dada, analizaremos este efecto a distintas frecuencias y amplitud de una señal de entrada determinada. 
El AO ideal es un dispositivo perfectamente balanceado, es decir vo=0, si v+=v-
En cambio, el AO real tiene un desajuste, debido a que los transistores que lo componen varían el uno del otro, especialmente los transistores del amplificador diferencial de entrada (Q1 y Q2), que no son exactamente pareados.
Esto implica que pueden producirse desajustes en los valores de b de los transistores, lo cual trae como consecuencia variaciones en los valores de las corrientes de entrada. Como los flujos de corrientes son distintos en los terminales de entrada, también aparecen diferencias en las tensiones base emisor de los transistores del par diferencial. También una variación en las resistencias de colector (fig. 2.3), producirá un desequilibrio.
El resultado final es un desajuste entre los colectores de los amplificadores diferenciales, lo que se transforma en un voltaje vo de salida distinto de cero. El desbalance producido se conoce como voltaje offset o voltaje de desplazamiento.
EXPERIMENTO #01
Cálculos Teóricos.
1. Determine los valores de resistencias R1, Rf , Rc y RL para que la ganancia del circuito en lazo cerrado sea al menos 100. 
Tomando en cuenta la siguiente ecuación:
Sabemos que la ganancia de un amplificador es:
Tenemos que:
Como la ganancia del circuito a lazo cerrado debe ser al menos 100:
Por lo tanto llegamos a la conclusión que R1(99)= Rf.
Asimiento un valor de R1=1k Ohm
Entonces Rf= 99k Ohm
Rc= 1K Ohm puede ser un valor arbitrario ya que no afecta al circuito.
2. Medir el voltaje VIO amplificado.
Observamos que Vo= 6.5mV; Por lo tanto:
Desarrollo de la práctica:
1. Determine los valores de resistencias R1, Rf , Rc y RL para que la ganancia del circuito en lazo cerrado sea al menos 100. 
R1= 1k Ohm.
Rf= 100k Ohm.
Rc= 1k Ohm.
RL= 4.7 k Ohm.
2. Medir el voltaje VIO amplificado. 
¿FOTO?
Con ayuda el Osciloscopio podemos observar que el voltaje Vo es:
Vo= 7m V
Por lo tanto: 
El cual es un voltaje sumamente pequeño, incluso mucho menor que 5mV. Esto nos indica que este amplificador operacional es de excelente calidad, casi aproximándose a un amplificador Operacional ideal debido a que produce un voltaje de desbalance sumamente pequeño.
3. Coloque un potenciómetro Rp entre los pines 1 y 5 colocando el pin central del potenciómetro a 𝑉−, varíe el potenciómetro hasta que logre obtener cero voltios a la salida. 
¿FOTO?
Para lograr obtener 0V a la salida, se introduce un voltaje opuesto en uno de los terminales. Esto se logra añadiendo el potenciómetro entre los pines 1 y 5 lo cual incrementa la corriente en uno de los transistores y la disminuye en el otro.
EXPERIMENTO #02
Cálculos teóricos:
Simulación:
Para el primer apartado ajustando los valores como lo pide la práctica tenemos.
Tomando los datos necesarios para el cálculo del SR:
En un lado tenemos la muestra en el osciloscopio y haciendo un zoom para el cálculo del 
∆t = 6us y ∆v =4v
Cambiando de 10KHz:
Se observa se tiene la misma onda cuadrada incluso haciendo zoom se tiene el mismo tiempo de subida que el caso anterior.
Para 10KHz el periodo viene siendo 
Para este apartado se coloca la frecuencia otra vez en 2KHz pero con un voltaje 10v p-p y se observa.
Que el tiempo de subida y bajada ha cambiado a unos 30us aproximadamente como se puede ver en la imagen izquierda.
Para %T tenemos: 
Que resulta igual que el anterior a pesar de los distintos valores, es debido a que él %T es un parámetro del AO operación y no cambia.
Desarrollo de la Práctica:
1. Con el generador de señales coloque como señal de entrada (vi) una onda cuadrada y ajuste la frecuencia a 2KHz y la amplitud en 2Vp-p. Tome nota del tiempo de subida y bajada de la señal. Calcule el slew rate del AO. 
La señal de entrada vi es la siguiente:
Tomando como Ch1 la salida el amplificador y Ch2 la entrada del amplificador tenemos:
¿Tiempo de subida y de bajada?
Para Calcular el slew rate del AO sabemos que:
Como podemos observar en la pantalla el osciloscopio:
∆v= 4.2V
∆t= 6µs
2. Ahora suba la frecuencia a 10KHz. Se mantiene la onda cuadrada a la salida? Que cambios observa? Cuanto es el tiempo de subida y bajada de la señal en término porcentual respecto al periodo de la señal. 
Se observa que se obtiene la misma onda de salida…
Para calcular el tiempo de subida y de bajada de la señal en término porcentual respecto al periodo tenemos:
 
3. Coloque nuevamente la frecuencia del generador en 2KHz, pero ahora coloque la amplitud en 10Vp-p. Que cambios observa? Tome nota del tiempo de subida y bajada de la señal en término porcentual respecto al periodo de la señal. Por qué este valor debería ser igual al obtenido con una frecuencia de 10KHz y una amplitud de 2Vp-p? 
 La relación Entrada- Salida el amplificador Operacional en este caso es la siguiente:
Ajustando la perilla en el osciloscopio para visualizar el tiempo de subida y ¿bajada?? Tenemos:
 
Podemos observar que este valor es igual al obtenido en el Item 2. Esto se debe a que en el ítem 2 F=10kHz y Vp-p=2v y en este ítem F=2khz y Vp-p=10v el cual la frecuencia es menor pero la amplitud es mayor por lo tanto estos valores compensan el valor de %T obtenido en el ítem anterior.
4. Mida el ancho de banda de ganancia unitaria del dispositivo. 
El producto ganancia-ancho de banda del op-amp es igual al producto de la ganancia y el ancho de banda en una frecuencia particular. A lo largo de la línea recta mostrada en la figura 31, el ancho de producto ganancia-ancho de
banda es constante (típicamente 1 MHz). Así para un circuito no-inversor, se puede obtener el ancho de banda
simplemente dividiendo el producto ganancia-ancho de banda entre la ganancia del circuito amplificador.
Conclusiones:
Con la siguiente practica se pudo aprender y observar las distintas variaciones y diferencias que presentan los AO ideales respecto a los reales, que aunque a veces se acerquen mucho al comportamiento ideal dependiendo de la aplicación que se les dará hay ciertos valores y parámetros a tomar en cuenta.
Aquí pudimos aprender a la medición de 2 parámetros en particular el voltaje de desbalance y SLEW RATE (SR). Además de evitar uno de ellos como es el voltaje de desbalance presente en la salida a pesar de tener un Vi= 0 en la entrada.
Es de mucha importancia conocer bien estos parámetros para el buen funcionamiento del circuito al que se vaya aplicar como lo puede ser el Ancho de Banda y los anteriormente mencionados para así evitar la saturación del mismo, daño de compontes y por supuesto que los resultados del circuito no sean los esperados.
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