UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS DEPTO. INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS II TEMA 6 : Aplicaciones No Lineales Del Op Amp PROFESOR : J.I. HUIRCAN OBJETIVOS Diseño de circuitos no lineales con Op Amp. Aplicación práctica de los diseños logrados. Sugerir otras aplicaciones de los circuitos estudiados. INTRODUCCIÓN Hasta ahora los circuitos que se han analizado corresponden a aplicaciones lineales, es decir, circuitos cuya respuesta de salida guarda una relación de proporcionalidad con la entrada dentro de límites discretos de trabajo.Los circuitos no lineales son muy utilizados en aplicaciones de instrumentación y mediciones de señales industriales (sensores, detectores, conversores, etc). Dentro de las configuraciones no lineales se tienen los comparardores, detectores de peak, rectificadores de precisión de media onda y onda completa y amplificadores logarítmicos. APLICACIONES Comparador Básico El circuitode la Figura 1 es un comparador básico. Este circuito permite comparar la señal de entrada con una señal de referencia previamente establecida. +Vcc vi V Ref +Vcc vo + vi - V Ref + -Vcc (a) R=10k Ω vo z -Vcc (b) Figura 1. (a) Comparador Básico. (b) Comparador con limitador. Si la señal de entrada Vi es mayor que la señal de referencia Vref, la salida del comparador vo se saturará en -Vcc. Si Vi es menor que Vref la salida se saturará en +Vcc. Comparador De "Ventana" El circuito de la Figura 2 permite detectar si la entrada se encuentra entre dos límites, llamados VL y VH (Ventana). La salida se encontrará en dos estados diferentes, ya sea si la entrada se encuentra entre los límites superior e inferior o fuera de ellos. Para el circuito indicado de la Figura 2, el estado bajo, equivalente a 0V indicará que el voltaje de entrada se encuentra entre los rangos delimitados por la ventana. Rev. 20-sept-2014 25-oct-2015 Laboratorio Circuitos II +Vcc VH v 1 - vo + D1 -Vcc +Vcc Vi v 2 VL + D2 -Vcc Figura 2. 2 . Comparador de ventana. Detector De Peak El Detector de Peak de la Figura 3 es un circuito que "recuerda" el valor peak de una señal que se ingresa por la entrada no inversora del Op Amp (Vi). El diodo conectado a la salida del circuito no permite la descarga del capacitor mientras no se cierre el reset puesto en paralelo con él. vi 10K + vo D2 10K 1 µF Figura 3. 3 . Detector de Peak. Rectificadores De Precisión Precisión Cuando un diodo común es utilizado para rectificar una corriente alterna o convertirla en una señal pulsante de cc, sabemos que los diodos no conducen hasta que no ha sido sobrepasado el nivel de umbral (0,2V para Germanio o 0,7V para el Silicio). Esto impide la rectificación de señales pequeñas, procedimiento generalmente muy utilizado en diversas aplicaciones de Instrumentación y Control Industrial. Para solucionar este problema se recurre a configuraciones rectificadoras propuestas en la Figura 4. R2 10K 10K 20K R1 vi - 10K D1 vi 10K + vo - D1 01 10K - + D2 Rectificador de Media Onda v D2 20K v + Rectificador de Onda Completa Figura 4. 4 . Rectificador de precisión. Laboratorio Circuitos II 02 DESARROLLO TEÓRICO 1. Diseñe un circuito con Op Amp que cumpla las siguientes condiciones: Volt a) Enciende un led ROJO cuando la tensión de entrada supere los b) Enciende un led VERDE cuando la tensión de entrada está bajo este valor. c) Realice las modificaciones necesarias para tener una salida saturada en ± 2. Diseñe un circuito que detecte cuando una tensión se encuentre entre Encendiendo un led cuando se cumpla esta condición. TIENE DISPONIBLE SÓLO ± VCC. Volt y 3. Para el circuito RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA analice las salidas Vo1 y Vo2, cuando la entrada es una sinusoidal de amplitud ____ y ____ volts y ______ KHZ, ¿Qué características deben tener los diodos?. 4. Investigue : Qué Op Amp con un alto S.R. se encuentran disponibles en el pañol. Describa su configuración de pines. Haga una tabla. ¿Qué A.O. múltiples existen en pañol? Describa su configuración de pines. Haga una tabla resumen ¿Qué tipos de diodos existen en el pañol? cuales son sus características y uso. Investigue que comparadores existen disponibles ¿ Qué características tienen ? ¿SR? ¿ Cómo funcionan? Haga una tabla resumen. CUESTIONARIO 1. ¿ Qué elementos debe agregar a un circuito comparador para limitar la salida a valores inferiores a ±Vcc?. 2. ¿ Qué precauciones debe tener en cuenta para conectar un diodo LED a un circuito ?. 3. ¿Qué característica especial debe cumplir un Op Amp para ser utilizado como comparador?. PREINFORME DESARROLLO TEÓRICO partes 1, 2, 3, 4 + Layout de los circuitos BIBLIOGRAFÍA [1] Apuntes de Circuitos Electrónicos II. Texas Instruments, Linear Circuits. National Semiconductor, Linear Circuits. Motorola, Linear Interface ICs databook. Laboratorio Circuitos II Volts.