FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA AMPLIFICADORES OPERACIONALES PRÁCTICA 1 AMPLIFICADOR INVERSOR

Transcripción

1 AMPLIFICADORES OPERACIONALES PRÁCTICA 1 AMPLIFICADOR INVERSOR Prof. Carlos Navarro Morín 2010 practicas del manual de (Opamps) Haciendo uso del amplificador operacional LM741 determinar el voltaje de salida a partir del voltaje de entrada en la configuración inversor. Procedimiento: 1. Implementar el circuito del amplificador inversor. Voltaje de alimentación: Vcc=+12V, V EE = -12V. 2. Obtenga su voltaje de salida mediante: 3. Con el multimetro mida el voltaje de salida. Caso 1: Rin= 5.6KΩ Rf= 10KΩ Voltaje de entrada (Vin) 1V 2V 3V 4V 5V Voltaje de Salida (Vout) Teórico Práctico Ganancia

2 Caso 2: Rin= 10KΩ Rf= 56KΩ Voltaje de entrada (Vin) 1V 2V 3V 4V 5V Voltaje de Salida (Vout) Teórico Práctico Ganancia Reporte: PRACTICA 1 AMPLIFICADOR INVERSOR Circuito: Componentes y equipo utilizado: Datos y resultados obtenidos: Conclusiones:

3 PRÁCTICA 2 AMPLIFICADOR NO INVERSOR Haciendo uso del amplificador operacional LM741 determinar el voltaje de salida a partir del voltaje de entrada en la configuración no inversor. Procedimiento: 1. Implementar el circuito del amplificador no inversor. Voltaje de alimentación: Vcc=+12V, V EE = -12V. 2. Obtenga su voltaje de salida mediante: ( ) 3. Con el multimetro mida el voltaje de salida. Caso 1: R1= 5.6KΩ R2= 10KΩ Voltaje de entrada (Vin) 1V 2V 3V 4V Voltaje de Salida (Vout) Teórico Práctico Ganancia

4 5V Caso 2: R1= 10KΩ R2= 56KΩ Voltaje de Voltaje de Salida (Vout) entrada (Vin) Teórico Práctico Ganancia 1V 2V 3V 4V 5V Reporte: PRACTICA 2 AMPLIFICADOR NO INVERSOR Circuito: Componentes y equipo utilizado: Datos y resultados obtenidos: Conclusiones:

5 PRÁCTICA 3 AMPLIFICADOR SUMADOR Haciendo uso del amplificador operacional LM741 determinar el voltaje de salida a partir del voltaje de entrada en la configuración sumador. Procedimiento: 1. Implementar el circuito del amplificador sumador. Voltaje de alimentación: Vcc=+12V, V EE = -12V. 2. Obtenga su voltaje de salida mediante: ( ) 3. Con el multimetro mida el voltaje de salida. R1= 5.6KΩ R2= 5.6KΩ Rf=10kΩ Voltaje de entrada (Vin) Voltaje de Salida (Vout) V1 V2 Teórico Práctico 1.5V 1V 1.5V 2V 1.5V 3V 1.5V 4V

6 1.5V 5V Reporte: PRACTICA 3 AMPLIFICADOR SUMADOR Circuito: Componentes y equipo utilizado: Datos y resultados obtenidos: Voltaje de entrada (Vin) Voltaje de Salida (Vout) V1 V2 Teórico Práctico 1.5V 1V 1.5V 2V 1.5V 3V 1.5V 4V 1.5V 5V Conclusiones:

7 PRÁCTICA 4 AMPLIFICADOR DIFERENCIADOR (Indicador de estado de batería) Implementar un circuito que funcione como medidor de baterías utilizando la configuración Amplificador Diferenciador. El propósito de la práctica es observar el estado de una batería (V?), la cual nos indicará por medio de leds su estado. De modo que: Descargada Led Rojo (1) Carga media Led Amarillo (2) Cargada Led Verde (3)

8 Funcionamiento: El circuito está basado en un circuito integrado LM358. Éste es un amplificador operacional dual, es decir, 2 amplificadores operacionales en el mismo circuito. Teniendo 2 señales de voltaje, utilizando la configuración de Amplificador Diferenciador o Comparador, obtenemos su salida mostrada en el encendido de leds por medio de un divisor de voltaje formado por resistencias. Por medio de los potenciómetros (P1 y P2) ajustamos el voltaje en las terminales inversoras (V - ), las cuales se comparan con el voltaje de una batería a medir que será conectada en la terminal no inversora (V + ). Si el voltaje en la batería es mayor que el voltaje ajustado o referencia (terminal inversora), el voltaje en la salida será V EE ó Gnd. Si el voltaje en la batería es menor que el voltaje ajustado o referencia (terminal inversora), el voltaje en la salida será V CC. Procedimiento: 1. Implementar el circuito 2. Ajuste P1= 4 Volts y P2=6 Volts 3. Conecte la batería a medir al circuito Para simular la batería a medir utilizamos una fuente variable. Esto es para poder tener distintos valores y comprobar su funcionamiento. 4. Varíe el voltaje de la fuente desde 0V hasta 8 Volts 5. Observe el estado de los leds 6. Concluya sobre el estado de los leds

9 Reporte: PRACTICA 4 AMPLIFICADOR DIFERENCIADOR (Indicador de estado de batería) Circuito: Componentes y equipo utilizado: Resultados obtenidos: Conclusiones:

10 PRÁCTICA 5 PREAMPLIFICADOR DE AUDIO Implementar un circuito capaz de amplificar una señal de audio utilizando un amplificador operacional LM741. Funcionamiento: Utilizamos un amplificador operacional de uso general como el LM741 para amplificar una señal de audio. La señal de audio se conecta a un capacitor electrolítico para filtrar la señal y desaparecer algún componente en alterna. Esta señal se conecta a la terminal inversora del amplificador. Observamos que a la terminal no inversora está conectado un arreglo de resistencias que se presenta como divisor de voltaje y 2 capacitores en paralelo formando una red que actúa como filtro de frecuencias. A la salida se conecta un capacitor electrolítico para purificar la señal. Esta señal puede ser aplicada a un amplificador de potencia.

11 Entre las terminales de alimentación se coloca un capacitor cerámico para eliminar el rizo en la fuente de alimentación. Procedimiento: 1. Implementar el circuito mostrado. 2. Aplicar una señal de audio a la entrada del circuito. 3. Conectar a la salida del circuito una bocina o un altoparlante de 4Ω Reporte: PRACTICA 5 PREAMPLIFICADOR DE AUDIO Circuito: Componentes y equipo utilizado: Observaciones: Conclusiones:

12 PRÁCTICA 6 MULTIVIBRADOR ASTABLE Implementar un circuito oscilador haciendo uso del circuito LM555 en su configuración Astable. Funcionamiento: La frecuencia o velocidad de los pulsos producidos por el circuito dependen de los valores de las resistencias y el capacitor. A mayores valores de resistencias y capacitor, menor es la frecuencia de los pulsos. Valores mínimos de resistencia y capacitor producen la frecuencia de pulsos más alta. Conectamos un led a la salida del circuito integrado. Si la salida tiene un nivel alto, fluirá una corriente desde la terminal de salida al negativo de la batería pasando por R3 y el led, por lo tanto éste se encenderá.

13 Cuando la terminal de salida tenga un nivel bajo, no fluirá corriente a través del led y éste permanecerá apagado. De esta manera mientras la terminal de salida posea alternadamente niveles altos y bajos, el led se encenderá y apagará respectivamente. La terminal de reset del 555 está conectada a un switch que nos permite resetear la señal y mandarla a nivel bajo. Si el switch permanece abierto la terminal de reset se encuentra conectada a voltaje por medio de R4. En el momento que cerramos el switch la corriente toma el camino hacia el negativo de la fuente y no por la resistencia, ya que la corriente fluye hacia donde hay menor resistencia. Al estar conectada la terminal de reset al negativo de la batería o en nivel bajo, obligamos al circuito a restablecer su salida mandándola a nivel bajo, es decir, tendríamos 0 volts en la salida. Esto se puede observar con el estado del led. Procedimiento: 1. Implementar el circuito mostrado. 2. Mantenga abierto el switch. 3. Varíe la resistencia R2 y observe el efecto producido en la salida mediante el led. 4. Explique el comportamiento de la salida producido al variar la resistencia R2. 5. Cierre el switch y explique lo ocurrido con el led. 6. Vuelva a abrir el switch y describa lo que sucede. 7. Ajuste la resistencia variable a un 50% (50KΩ) 8. Obtenga el tiempo t1 y t2. ( ) ( ) 9. Obtenga el periodo de oscilación.

14 10. Determine la frecuencia de la salida. 11. Represente su salida con los valores de t1, t2, T, f Reporte: PRACTICA 6 MULTIVIBRADOR ASTABLE Circuito: Componentes y equipo utilizado: Observaciones: Salida del oscilador: Conclusiones:

15 PRÁCTICA 7 CONTROL DE MOTOR DE CD CON MULTIVIBRADOR ASTABLE Implementar un circuito oscilador que controle un motor de CD utilizando el circuito LM555 en su configuración Astable. Funcionamiento: El circuito consta de un multivibrador en la configuración astable. A la salida del multivibrador es colocada una etapa de potencia para hacer funcionar el motor. Dicha etapa consiste en una resistencia conectada a la base de un transistor que permite la polarización del transistor en el momento que se tiene un pulso en nivel alto a la salida del timer. Al excitarse la base del transistor permite que fluya corriente por el colector y el emisor quedando así alimentado el motor.

16 Se conecta un diodo en paralelo con el motor para evitar que la corriente generada por el motor cuando está girando no dañe el transistor. Este circuito funciona perfectamente para motores pequeños de corriente directa, de entre 6V y 12 V, con un consumo no mayor a los 300mA a 350mA. Procedimiento: 1. Implemente el circuito mostrado. 2. Observe el comportamiento del motor. 3. Varíe la resistencia R2 y observe lo sucedido. Reporte: PRACTICA 7 CONTROL DE MOTOR DE CD CON MULTIVIBRADOR ASTABLE Circuito: Componentes y equipo utilizado: Observaciones: Conclusiones:

17 PRÁCTICA 8 MULTIVIBRADOR MONOESTABLE Implementar un circuito oscilador haciendo uso del circuito LM555 en su configuración Monoestable. Funcionamiento: El multivibrador monoestable entrega en su salida un solo pulso con una duración establecida por el valor de R1 y C1. Para producir un pulso en la salida es necesario aplicarle una señal de disparo a la entrada del circuito (pin 2).

18 El disparo en la entrada es producido por un push button normalmente abierto. Dicho disparo debe ser negativo. Al estar el push abierto la terminal de entrada queda conectada a voltaje positivo (Vcc) por medio de una resistencia (R4). Al presionar el push button la corriente fluye por el push hacia el negativo de la batería haciendo así que se produzca el disparo negativo. Procedimiento: 1. Implementar el circuito mostrado. 2. Ajuste la resistencia R1 a su valor máximo (250KΩ). 3. Observe el estado de los leds. 4. Presione momentáneamente el push button y observe el estado de los leds 5. Explique el comportamiento de la salida producido al presionar el push button 6. Obtenga el tiempo de duración del pulso en la salida (T). 7. Represente su disparo de entrada y el pulso en la salida con el valor de T 8. Repita el paso 4 variando el valor de la resistencia (R1) y observe la transición de los leds. Reporte: PRACTICA 8 MULTIVIBRADOR MONOESTABLE Circuito: Componentes y equipo utilizado: Observaciones: Entrada y salida del oscilador: Conclusiones: