AMPLIFICADOR OPERACIONAL
INTEGRADOR:
Un circuito integrador realiza un proceso de suma llamado "integración". La tensión de salida del circuito integrador es proporcional al área bajo la curva de entrada (onda de entrada), para cualquier instante.
Integrador con un amplificador operacional
En la grafica se puede ver una señal de entrada (línea recta) de 3 voltios que se mantiene continuo con el pasar del tiempo.
En el segundo gráfico se muestra que el área bajo la curva en un momento cualquiera es igual al valor de la entrada multiplicado por el tiempo. Vsal = Vent x t
Onda de entrada y de salida del integrador con amplificador operacional
Por ejemplo:
al terminar el primer segundo, el área bajo la curva es Vent x t = 3 x 1 = 3
al terminar el siguiente segundo, el área bajo la curva es Vent x t = 3 x 2 = 6
al terminar el tercer segundo, el área bajo la curva es Vent x t = 3 x 3 = 9
al terminar el cuarto segundo, el área bajo la curva es Vent x t = 3 x 4 = 12.
Esta tensión de salida no crece indefinidamente (en sentido negativo).
Hay un momento, como se puede ver el último gráfico en que ésta línea se mantiene a un valor constante. Esto sucede cuando el amplificador llega a su tensión de saturación
DERIVADOR
Derivador es un circuito en el que la señal de salida es proporcional a la derivada en el tiempo de la señal de entrada.
En otras palabras la salida es proporcional a la velocidad de variación de la señal de la entrada.
Velocidad de cambio
= Vent / t
Nota: = cambio
Tipos de ondas de entrada:
Señal de entrada es una tensión fija (ejemplo: 3 Voltios):
La velocidad de variación de la señal de entrada es cero y por consiguiente la salida también será cero.
Señal de entrada es una onda cuadrada:
Cada vez que la señal cambia de nivel hay un brusca variación en la señal de entrada (se pasa de un nivel de tensión a otro en un tiempo muy corto) y en la salida se observan unos picos, tanto en el sentido positivo como negativo. (Dependiendo del sentido de la variación).
Señal de entrada es una onda triangular:
La señal de salida es cuadrada, ejemplo:
En el caso de la onda cuadrada de 3 voltios de amplitud:
Velocidad de cambio = (3 V - 0 V) / (0.005 s - 0 s) = 600 voltios / s
Si el tiempo fuera menor la velocidad de cambio aumentaría.
La salida de cada salto está invertida debido a que la entrada está conectada al la patita inversora del amplificador operacional
Cuando la señal de entrada es sinusoidal, la salida del derivador es como se muestra en el siguiente gráfico
Aquí Vsal = - VP cos wt (negativo pues el derivador es también inversor)
Como VP = A Vent w, entonces Vsal = - A Vent w cos wt ó Vsal = - A Vent 2pif cos wt
De la última fórmula se puede ver que un derivador es proporcional a la frecuencia de la señal de entrada. La mayor velocidad se da cuando la señal cruza el eje horizontal con un ángulo pronunciado.
Si hubiese ruido a la entrada, éste normalmente sería de una frecuencia más alta comparado con la señal a derivar, esto causaría que pequeños valores de ruido aparezcan a la salida mucho más grandes.
Para evitar ésto se coloca en la entrada un resistor R1 y un capacitor C1 se agrega en paralelo con la resistencia de realimentación para reducir la inclinación a oscilar del circuito.
Estos dos últimos componentes reducen la capacidad de derivación del circuito, pero sólo lo hacen hasta la frecuencia que determinan los resistores y capacitores.
Alex cabrera
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Katherine Rodriguez
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