CRUZ HERNÁNDEZ AXEL 6AV2 SISTEMAS ELECTRÓNICOS DIGITALES

PRACTICA 1

CIRCUITO DEL AMPLIFICADOR

OPERACIONAL INVERSOR

Alumno: CRUZ HERNÁNDEZ AXEL

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica - Unidad Ticomán

INGENIERIA EN AERONAUTICA

6AV2

Materia: SISTEMAS ELECTRÓNICOS DIGITALES

Profesor: HERNANDEZ BARCENAS RAYMUNDO

sábado, 12 de febrero de 2022

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Tabla de contenidos

1.- RESUMEN............................................................................................... 3
2.- MARCO TEORICO……………………………………………………............................. 3
3.- OBJETIVO…………………............................................................................. 4
4.- DESARROLLO........................................................................................... 4
5.- CALCULOS............................................................................................... 5
6.- RESULTADOS........................................................................................... 6
7.- CONCLUSION........................................................................................... 9
8.- REFERENCIAS........................................................................................... 9

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RESUMEN

El concepto original del AO (amplificador operacional) procede del campo de los computadores
analógicos, en los que comenzaron a usarse técnicas operacionales en una época tan temprana
como en los años 40. El nombre de amplificador operacional deriva del concepto de un
amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia
extremadamente alta, cuyas características de operación estaban determinadas por los elementos
de realimentación utilizados.

MARCO TEORICO

Si existe un elemento estrella en los sistemas electrónicos analógicos ese elemento es sin duda el
amplificador operacional. Con él podremos amplificar señales, atenuarlas, filtrarlas, etc. Los
sistemas de control analógico encuentran en el amplificador operacional un elemento de
conmutación sumamente simple e incluso años atrás fue empleado para el diseño de
computadoras analógicas (de ahí el nombre de operacionales).
El conocimiento a nivel básico del amplificador operacional proporciona al diseñador una
herramienta de valor incalculable. Recordamos una vez más que son características teóricas, si
bien las reales se aproximan a las teóricas:
 Ancho de banda infinito (podemos trabajar con señales de cualquier frecuencia).
 Tiempo de conmutación nulo
 Ganancia de tensión infinita.
 Impedancia de entrada infinita.
 Impedancia de salida nula.
 Corrientes de polarización nulas.
 Tensión de desplazamiento nula (si bien no es estrictamente cierto, diremos que la
diferencia de potencial entre las entradas inversora y no inversora nula).
 Margen dinámico ±Vcc (la tensión de salida puede a nivel teórico alcanzar el valor de la
tensión de alimentación, en la práctica se aproxima, pero no puede ser igual ya que se
producen saturaciones en el dispositivo).

AMPLIFICADOR OPERACIONAL INVERSOR

La configuración más sencilla es la inversora. Dada
una señal analógica (por ejemplo, de audio) el
amplificador inversor constituye el modo más simple
de amplificar o atenuar la señal (en el ejemplo
propuesto modificar el volumen de la señal).
el modo amplificador inversor. La impedancia de
entrada del dispositivo es infinita, por lo cual no
circulará corriente en el interior del amplificador
operacional y las resistencias R1 y R2 estarán

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dispuestas en serie. Por encontrarse estas resistencias dispuestas en serie la corriente que
atravesará ambas será la misma, podemos afirmar, por tanto:

OBJETIVO

Comprobar mediante investigación y experimentación, así como de manera teórica si el circuito

propuesto por el profesor puede amplificar la señal dada por el generador de señales de un
simulador de circuitos y compararlo con los valores teóricos que se calcularan, para compararlos
comprobar el funcionamiento de un circuito del amplificador operacional inversor.

Foto del circuito armado en el Protoboard.

DESARROLLO

En el laboratorio se desarrolló una demostración de cómo opera cada amplificador, mediante una
protoboard con el circuito armado, una fuente y un osciloscopio que nos muestra que los cálculos
corresponden con lo que pasa en la realidad mostrando para el caso del circuito 1, un aumento
con desplazamiento de 180 grados y congruente con el calculo que desarrollaremos en base a las
resistencias.

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CALCULOS

Analizando las características de un amplificador podemos analizar que:

La corriente que entra al nodo:

𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 ∗ 𝑅2
𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑛𝑜𝑑𝑜: = −𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑅1
𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 − 𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
= ( )
𝑅2 𝑅1

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La corriente de entrada es el resultado de dividir el voltaje de entrada menos el voltaje en las

terminales inversoras y no inversoras entre la resistencia R1. La corriente que entra será igual a la
que sale. La corriente que sale es el resultado de dividir la diferencia en el voltaje en las terminales
inversora y no inversora menos el voltaje de salida entre la resistencia.

Si llevamos todo a una expresión final en donde el voltaje de salida quede expresado en función
del voltaje de entrada, obtenemos:
𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 −𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
=
𝑅1 𝑅2
𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 ∗ 𝑅2
= −𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑅1
𝑅2
𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = −𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 ( )
𝑅1
Usando lo anterior se puede calcular cuánto se amplificará la señal de entrada del circuito.

Como podemos observar, la resistencia 1 tiene un valor de 1k Ohm y la resistencia 2 tiene el valor
de 10k Ohm por lo tanto sustituyendo en la ecuación de arriba nos queda:
10 𝑘
𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = −𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
1𝑘
𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = −10 𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
Al realizar los cálculos este circuito se aumentara 10 veces la señal de entrada, ahora bien cabe
destacar algo interesante, el -10 significa que al tener un valor positivo en la entrada está a la
salida pasaría a ser negativa lo cual la señal estaría volteada 180°, ahora bien, si llegásemos a tener
un voltaje de entrada de 2 volts sabríamos que nos daría una amplificación a 20 volts, para ello en
la gráfica de nuestras señales se verían cortadas ya que la alimentación del amplificador solo
cuenta con 12V que es la que lo está alimentando por lo tanto hay que tener cuidado con que si
tenemos una entrada de voltaje muy alta podría no amplificar la señal completamente ya que
carecería del voltaje.

Al analizar a continuación el resultado obtenido se puede ver claramente que la tensión de salida
es proporcional a la tensión de entrada, siendo el factor de proporcionalidad una constante que
definimos con las resistencias R1 y R2. El amplificador operacional puede atenuar o amplificar las
señales aplicadas a su entrada. El nombre de inversor viene dado por el signo negativo presente
en la fórmula. Es decir, el montaje invierte la fase de la señal; este detalle no puede pasarse por
alto para señales que requieran cuidar su fase.
Finalmente debemos destacar la presencia de la resistencia R3, cuya misión no es sino la de
compensar los posibles efectos no deseados debidos a imperfecciones en el funcionamiento de los
amplificadores operacionales reales.

RESULTADOS

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10 𝑘
𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = −632 𝑚𝑉
1𝑘
𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = −0.632 𝑚𝑉 (10)
𝑉 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = −6.32 𝑉

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CONCLUSION

El amplificador inversor amplifica e invierte una señal 180º, es decir, el valor de la tensión de
salida está en oposición de fase con la de entrada y su valor se obtiene al multiplicar la tensión de
la entrada por una ganancia fija constante, establecida por la relación entre R2 y R1, resultando
invertido esta señal. Siendo el factor de proporcionalidad una constante que definimos con las
resistencias R1 y R2. El amplificador operacional puede atenuar o amplificar las señales aplicadas a
su entrada. El nombre de inversor viene dado por el signo negativo presente en la fórmula. Es
decir, el montaje invierte la fase de la señal; este detalle no puede pasarse por alto para señales
que requieran cuidar su fase.
Es importante darnos cuenta de que este amplificador invierte la señal, no la desfasa 180°.
también este dispositivo nos perite ampliar o reducir la señal sin distorsión.

REFERENCIAS

 Boylestad., R. (2011). Electronica Teoria de los Circuitos. Columbus, Ohio:

Prentice Hall. des. (7 de Febrero de 2018). Wilaeba Electrónica. Obtenido de
https://wilaebaelectronica.blogspot.mx/2017/01/amplificador-
integrador.html

 Fiore, J. M. (2002). Amplificadores operacionales y circuitos integrados

lineales: teoría y aplicación. Madrid (España) : Amplificadores operacionales y
circuitos integrados lineales: teoría y aplicación.

 Gerrard, M. (2018). Techlandia. Obtenido de https://techlandia.com/tipos-

amplificadores- operacionales-info_266195/

 González, A. G. (Junio de 2014). PANAMAHITEK. Obtenido de

http://panamahitek.com/ Instruments, T. (October de 2015).

 Paul, A. (1999). Principios de Electronica . Mexico: Mc Graw Hill.

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 Universidad Nacional Autonoma de Mexico. (7 de Julio de 2009). Elementos

de Electronica. Obtenido de
http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_m
ec/m3/elementos_electronica.pdf

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