Trabajo práctico 5: Amplificadores operacionales.

Objetivos:
Conocer el uso del Amplificador Operacional realimentado.
Conocer las tres de sus configuraciones básicas.
Evaluar sus características.
Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo práctico.


Un amplificador operacional es un amplificador diferencial integrado, estos pueden ser utilizados a lazo abierto o lazo cerrado. Cuando empleamos un operacional a lazo cerrado (como indica el punto 1 del trabajo práctico) nos damos cuenta que la ganancia es resultado entre el cociente de la impedancia de realimentación (Rf) y la impedancia de entrada (Rs).

Para el punto 1 usamos un circuito integrado LM741, conectado de la siguiente forma:

Con respecto al potenciómetro atenuador, tuvimos que reemplazarlo por uno de 10KΩ, porque con el de 1KΩ el valor de V no llegaba a los valores máximos y mínimos de las mediciones (1V;-1V)

El LM741 tiene este formato:



Fotos del circuito armado en protoboard:

Para el punto 2 variamos la tensión de entrada mediante el potenciómetro del atenuador buscando los valores de Vs que vemos en la tabla de abajo; y conseguimos ciertos valores de tensión a la salida.

La tabla demuestra que el amplificador operacional es inversor, vemos como la tensión de salida esta invertida en fase con respecto a la de entrada.

Marcamos en un gráfico la tensión Vo y las zonas de amplificación lineal, de saturación y la tensión de offset.

Algunas imágenes de las mediciones:

En el punto 4 reformamos el circuito anterior para poder anular la tensión residual de offset. Para esto conectamos un potenciómetro de 10KΩ entre las patas 5 y 1 (offset null). Como en esta imagen:

Ahora, el tester marcó 0.024mV.





Ajustamos el generador de señales en 400mVpp 1KHz. Sigue invirtiendo en fase.


Capturas de la pantalla del osciloscopio:

La primera tiene la escala vertical en 100mV, y la segunda en 500mV. No quisimos utilizar diferentes escalas para las distintas señales, en la misma imagen, para que sea clara la amplificación.

Algunas otras imágenes, con el generador de señales ajustado a otras tensiones:



Cuando cambiamos el integrado por el TL081, la señal presentó una distorsión en el semiciclo negativo.



En el siguiente ejercicio aumentamos la frecuencia del generador a 1MHz, y comprobamos que la relacion R1/R2 no coincide en alta frecuencia.

Trabajo práctico 4: Monoestables

Objetivos:
Comprender el principio de funcionamiento de un temporizador.
Calcular sus parámetros.
Implementar distintos esquemas circuitales.
Observar la estabilidad de sus parámetros.
Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo práctico.

Continuamos las prácticas correspondientes al circuito integrado 555; esta vez, en su modo de operación monoestable.
Esta conexión, a diferencia de la vista anteriormente, es no-redisparable. El capacitor está inicialmente descargado; al activar el circuito, este se carga hasta llegar a 2/3 de la tensión de entrada, y vuelve al estado inicial.
De esta manera, la carga solo recibe corriente cuando el capacitor se esta cargando. En este caso, la carga es un LED, el cual se mantendrá prendido durante un tiempo igual al tiempo de carga del capacitor.

El punto 1 nos pide que calculemos un temporizador de 5 segundos. Calculamos Ra para un capacitor de 1000µF de la siguiente forma:



Y armamos:


Comprobamos el correcto funcionamiento, el LED se mantiene prendido 5 segundos después de activado el pulsador.

También diseñamos el circuito del punto 3:


Y armamos la simulación en Proteus:


El circuito funciona correctamente. El led y el buzzer se prenden intermitentemente durante únicamente 5 segundos. Lo logramos mediante la conexión de un astable a la salida de un monoestable. Con el astable conseguimos la intermitencia, mientras que con el monoestable hacemos que esa intermitencia dure un tiempo determinado y se detenga; en este caso, 5 segundos.

Aquí hay una captura del circuito simulado en funcionamiento: