Transcript unidad 3: amplificadores operacionales

UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE COMPUTACION
ASIGNATURA: ELECTRÓNICA
UNIDAD 3:
CIRCUITOS ELECTRÓNICOS CON AMPLIFICADORES
OPERACIONALES.
Convertidores A/D-D/A y Filtros Activos
PROFESOR:
ING. GERARDO ALBERTO LEAL, MSC
UNIDAD 3: AMPLIFICADORES OPERACIONALES
Comparador de Señales con OPAMP:
 V si vi   vi 
vo  CC
 VEE si vi   vi 
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El amplificador Operacional (OPAMP):
Circuitos convertidores de Señal
El convertidor Digital/Analogico (D/A), produce una salida igual a la suma ponderada de
las entradas, donde el peso de cada entrada esta dado por la ganancia de cada canal.
Tensión de 2 valores
5VDC –> 1 Lógico
0VDC -> 0 Lógico
(Datos de 4 bits)
R0 = R0 / 20
R1 = R0 / 21
R2 = R0 / 22
R3 = R0 / 23
= R0 /1
= R0 /2
= R0 /4
= R0 /8
Rf = R3
(Resistencia mas baja de las entradas digitales)
v3
v2
v1
v0
Vout
(V)
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0,625
0
0
1
0
1,25
0
1
0
0
2,5
1
1
1
1
9,375
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Convertidor Analogico/Digital (A/D):
El convertidor Analogico/Digital (A/D), produce un conjunto de salidas con solo dos niveles
De voltaje (0 y 1), partir de un rango de voltajes a la entrada.
Vref = 5VDC
+V y –V = 5VDC
Resolución = Vref / n+1
Donde n = bits de salida
Resolución = 5 / 8 = 0,625 V
(Datos de 7 bits)
7
6
5
4
3
2
1
Vin (V)
0
0
0
0
0
0
0
0 a 0,625
0
0
0
0
0
0
1
0,625 a 1,25
0
0
0
0
0
1
0
1,25 a 1,875
0
0
0
0
1
0
0
1,875 a 2,5
0
0
0
1
0
0
0
2,5 a 3,125
0
0
1
0
0
0
0
3,125 a 3,75
0
1
0
0
0
0
0
3,75 a 4,375
1
0
0
0
0
0
0
4,375 a 5
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Ejercicio Propuesto Convertidores A/D y D/A:
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Concepto de Filtro Activo:
Los filtros activos son circuitos electrónicos utilizados en sistemas
de comunicaciones, conformados por resistencias, capacitores y
amplificadores operacionales, con el propósito de impedir o permitir
el paso de señales a determinados valores o rangos de frecuencias.
f1 = (10Khz)
Filtro Activo
f2 = (5Khz)
f0 = (5Khz)
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Respuesta Ideal de un Filtro Activo:
Es la representación grafica de la ganancia de voltaje del filtro (Av)
en función de la frecuencia (f).
Av
0
Rango de Frecuencias Permitidas
f
El decibelio (dB):
Debido a que Av puede tener valores muy grandes y muy pequeños, en la
grafica de respuesta se utiliza una escala logarítmica para representar a Av, con
una unidad llamada el Belio. El submúltiplo de esta unidad utilizado en la
mayoría de los sistemas es el Decibelio (dB), que corresponde a una decima
parte del Belio. El dB, es la unidad típica para representar las relaciones de
ganancia de voltaje y potencia:
1dB = 10 Log Ap
1dB = 20 Log Av, donde la Av = Vo/Vi, donde Vo es el voltaje de salida y Vi el de
entrada
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Tipos de Filtros Activos:
Filtro Paso Bajo:
Permite el paso de señales cuyas
frecuencias estén
comprendidas
desde 0 hasta una frecuencia de
corte fc y bloquea todas las
frecuencias por encima de dicha fc.
Filtro Paso Alto:
Permite el paso de señales cuyas
frecuencias estén comprendidas por
encima de una frecuencia de corte fc
y bloquea todas aquellas que estén
entre 0 y dicha frecuencia de corte.
dB
Banda Pasante
Banda Eliminada
0
dB
fc
f (Hz)
Banda Pasante
Banda
Eliminada
0
fc
f (Hz)
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Tipos de Filtros Activos:
Filtro Paso Banda:
Permite el paso de señales cuyas frecuencias estén comprendidas
por encima de una frecuencia de corte inferior fc1 y por debajo de una
frecuencia de corte superior fc2, bloqueando las frecuencia fuera de
este rango. Este tipo de filtros se utiliza para sintonizar una señal en
sistemas de radiofrecuencia o de televisión.
dB
Banda Pasante
Banda
Eliminada
0
Banda
Eliminada
fc1
fo
fc2
f (Hz)
fc1 Frecuencia corte inferior
fc2 Frecuencia corte superior
fo Frecuencia central operación
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Parámetros de un Filtro Paso banda:
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Concepto de Atenuación:
Este parámetro se utiliza para establecer la cantidad de
pérdida de señales cuando pasan por un filtro. Con una
tensión de entrada constante, la atenuación se define como
la tensión de salida a cualquier frecuencia, dividida entre la
tensión de salida para las frecuencias medias. Establece la
respuesta que define el comportamiento del filtro real, en
relación al filtro de respuesta ideal.
Av
Rango de Frecuencias Permitidas
Vo’
0
Vo
Puntos de Atenuación
f
AT = -20 log (Vo’ / Vo)
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Circuitos de Filtros Activos:
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Circuitos de Filtros Activos:
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Circuitos de Filtros Activos:
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Ejercicios de Filtros Activos: