Tema: Circuitos lineales basados en el A.O. ideal
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Tema: Circuitos lineales basados en el A.O. ideal DCSE Índice Fuentes de tensión y corriente Amplificadores de carga capacitiva Convertidores V-I Voltímetros Amplificadores diferenciales Amplificadores de instrumentación Circuitos lineales basados en A.O. Fuentes de tensión basadas en A.O. Se parte de una fuente de referencia V0 = Vref Divisor resistivo Referencia estable en temperatura Diodo zéner estabilizado Referencia integrada bandgap Características deseadas Impedancia de salida nula Sin efecto de carga (referencia) Ganancia controlable Limitaciones Corriente máxima del A.O. baja Saturación del A.O. (Voh y Vol) ( V0 = Vref ⋅ 1 + R 2 ) R1 Circuitos lineales basados en A.O. Tomados de S. Franco Conversor corriente-tensión Amplificadores de transimpedancia Basados en la configuración inversora Impedancia de entrada negativa Problemas Vo = − R ⋅ I i R grande (para gran ganancia) Circuito alternativo Corrientes de polarización Tomados de S. Franco Uso en fotodetectores R R Vo = −1 + 2 + 2 ⋅ R ⋅ I i R R1 Circuitos lineales basados en A.O. Amplificadores de carga capacitiva Amplificar las variaciones de carga de un sensor capacitivo Micrófono electret Variaciones dependientes de la presión de la onda sonora Polarización Estabilización Circuitos lineales basados en A.O. Conversores tensión-corriente: carga flotante Amplificador de transconductancia Características deseadas Amplio margen de tensión Limitados por la saturación del A.O. Amplio margen de corriente Limitada por el A.O. Bajo consumo Configuración no inversora Gran impedancia (carga) Io = VOL − Vi ≤ VL ≤ VOH − Vi Vi R VOL ≤ VL ≤ VOH Tomados de S. Franco Circuitos lineales basados en A.O. Conversores tensión-corriente Carga referenciada a masa R2 R4 V = ⇒ Io = i R1 R1 R3 Circuitos lineales basados en A.O. Tomados de S. Franco Voltímetros Amperímetro tensión Circuitos lineales basados en A.O. Amplificadores diferenciales Amplificador ideal: V0 no depende de Vcm R2 R4 = ⇒ Vo = R2 ⋅ (V2 − V1 ) R1 R1 R3 Circuitos lineales basados en A.O. Tomados de S. Franco V1 = Vcm − Vdm V2 = Vcm + Vdm 2 2 Amplificadores diferenciales Efecto del desequilibrio de resistencias R2 ⋅ (1 − ε ) R2 Vdm R1 + R2 ⋅ (1 − ε ) Vdm Vo = − V − + ⋅ V + cm cm 2 2 R1 R1 R1 + R2 R2 Acm = ⋅ε R1 + R2 A R + R2 CMRR = 20 ⋅ log dm = 20 ⋅ log 1 dB Acm R1ε R2 R1 + 2 R2 ε R2 1 − Adm = ⋅ ≈ R1 R1 + R2 2 R1 Circuitos lineales basados en A.O. Tomados de S. Franco Amplificadores diferenciales: ganancia variable con 1 potenciómetro Tomado de S. Franco ¿Realimentación negativa en OA1? OA2 en configuración inversor… V1 = 0 ⇒ V+ = 0 ⇒ I R1 = V2 / R1 ⇒ VR 2 = − ⇒ I R3 V0 = R2 ⋅ Rg R1 ⋅ R3 (V2 − V1 ) V2 ⋅ R2 ⋅ Rg V2 ⋅ R2 =− ⇒ V0 = R1 ⋅ R3 R1 ⋅ R3 V2 = 0 ⇒ V+ = ⇒ V+ = V2 ⋅ R2 R1 V1 ⋅ R2 ⇒ R1 + R2 − V1 ⋅ R2 ⋅ Rg − V0 ⋅ R3 R1 ⋅ ⇒ V0 = Rg R1 + R2 R1 ⋅ R3 Circuitos lineales basados en A.O. Amplificadores diferenciales: el problema de la masa Tomados de S. Franco Amplificador diferencial: Vi es la tensión diferencial Vg es la tensión común R2 V0 = − (Vi + Vgnd ) R1 V0 = − R2 Vi R1 Habrá problemas si la fuente está alejada del amplificador (salvo si Vi>>Vgnd) Circuitos lineales basados en A.O. Amplificadores de instrumentación V0 = R2 R 1 + 2 ⋅ 3 R (V2 − V1 ) g R1 Tomados de S. Franco Ganancia precisa Grandes impedancias de entrada Mínima impedancia de salida Gran CMRR Circuitos lineales basados en A.O. Evita descompensar la ratio de resistencias en distancias largas
