Optoacoplador ACPL – C87X:
ACPL-C87X se utiliza a menudo en la medición y el seguimiento de la tensión:
(FV) y seguimiento en inversores FV, así como en
y en el control de la tensión del bus de CC en controladores de motor.
La alta tensión a través de los raíles debe reducirse para ajustarse al rango de entrada del isoacoplador.
el rango de entrada del amplificador eligiendo los valores de R1 y R2
según la relación adecuada.
El ACPL-C87X detecta la señal de entrada de un solo extremo y
produce salidas diferenciales a través de la barrera de aislamiento galvánico.
de aislamiento galvánico. Las salidas diferenciales (VOUT+, VOUT-) se pueden
conectarse a un op-amp para convertirlas en una señal de un solo extremo
o directamente a dos ADC. El amplificador óptico utilizado en el circuito
circuito post-amplificador externo debe tener una precisión
para que no contribuya con una cantidad significativa de desplazamiento
o deriva de desplazamiento en relación con la contribución del amplificador de aislamiento.
aislamiento. Generalmente, los op-amps con etapas de entrada bipolares
de entrada bipolares muestran un mejor rendimiento de offset que los e-amplificadores con etapas de
entrada JFET o MOSFET.
MOSFET.
Además, el amplificador óptico también debe tener suficiente ancho de banda
suficiente para que no afecte negativamente a la velocidad de
velocidad de respuesta del circuito global. El circuito post-amplificador
incluye un par de condensadores (C4 y C5) que forman un filtro de paso bajo unipolar.
Estos condensadores permiten
permiten ajustar el ancho de banda del postamplificador
la ganancia y son útiles para reducir el ruido de salida del
del amplificador de aislamiento.
Las resistencias de ajuste de ganancia en el post-amplificador deben tener una
tolerancia del 1% o mejor para asegurar una CMRR adecuada y
tolerancia de ganancia adecuada para el circuito en general. Se pueden utilizar redes de resistencias
que tienen tolerancias de relación mucho mejores
mucho mejores que las que se pueden conseguir utilizando resistencias discretas. A
red de resistencias también reduce el número total de
componentes del circuito y el espacio necesario en la placa.
requerida.
Amplificador Diferencial
El amplificador operacional en modo diferencial con ganancia controlada, o también conocido como amplificador diferencial, amplifica la diferencia entre las dos entradas de
voltaje. La no inversora menos la inversora. La ventaja de el amplificador diferencial es
que rechaza el ruido en modo común. En este caso, la salida está en función a una ganancia, la cual es proporcional a la relación de resistencias. Recuerda que puedes aplicar
estos diseños con los amplificadores LM741, LM324, LM358, entre otros.
En primer lugar, vamos a considerar las configuraciones de amplificación inversora y
no inversora. Estas configuraciones en función a los arreglos básicos de un amplificador
operacional. Vemos en la siguiente figura que podemos tomar cada una de las entradas
como cada caso de configuración. Notese que a través del teorema de superposición, podemos simplemente sumar los dos voltajes de salida lo que nos daría la ecuación final
del sistema.
No se puede mostrar la imagen.
Figura 1: Amplificador Diferencial en modo de ganancia controlada. La ganancia se encuentra en la relación R2/R1.Figura 2: Simplificando el Amplificador Diferencial. Considerando por el teorema de superposición Vo=Vo1+Vo2. Tomando para cada entrada
con la otra aterrizada a GND.
Se toma cada caso por separado y se calculan la V01 y V02 el resultado de la suma de ambas
será la Vo.
EL circuito amplifica la diferencia de las dos entradas de voltaje
Ejemplo de Amplificador Diferencial
Tomemos, por ejemplo, el siguiente caso: Un sistema nos proporciona a través
de sus terminales un voltaje de 2V y 2.2V respecto a GND. Si consideramos
que esta es la variación máxima de este sistema y queremos medirla con el
ADC de algún microcontrolador o tarjeta tipo Arduino, tenemos que acondicionar la señal. Para esto, sabemos primeramente que el ADC de un microcontrolador es de 5V (típicamente), por lo tanto tenemos que igualar a que la diferencia máxima de nuestro sistema sea de 5V respecto a tierra. Para esto primero consideramos el voltaje de la entrada diferencial. Considerando que:
V1=2v
V2=2.2
Por lo tanto, la diferencia de voltaje es:
Entonces teniendo ya el valor de la diferencia podemos determinar el valor de
ganancia de nuestro sistema. Este valor de ganancia, sería para que la salida
del amplificador diferencia de 5V. Proponemos un valor de resistencia, en este
caso el R_1, lo vamos a ajustar a 10K Ohms.Por lo tanto consideramos el caso
de salida máximo donde nos da que:
Despejando, R2 para este caso nos da que:
Entonces, tomando como referencia, calculamos para los siguientes voltajes,
para finalmente simular y comprobar.
A continuación, se observan los resultados de la simulación.
A continuación, finalmente, tenemos algunos ejemplos de aplicación para el
amplificador operacional en modo diferencial. En primer lugar, con la salida de
5V.
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