AMPLIFICADOR OPERACIONAL
SUMADOR/RESTADOR
Cristian Fabian Rojas Diaz
Cundinamarca, Fundación Universitaria los Libertadores
Bogotá, Colombia
crisfarodi@hotmail.com
I.
RESUMEN:
En este laboratorio pondremos en
práctica un sumador inversor y un
restador inversor donde en este
caso será solo con dos señales pero
se podrá realizar con n señales para
así poder obtener una sola señal a
la salida.
Los amplificadores operacionales
son
circuitos
semiconductores
cuyas
características
de
funcionamiento los hacen muy
versátiles y con ellos se pueden
resolver
diversos
tipos
de
problemas relacionados con el
procesamiento
de
señales
electrónicas.
Mediante este laboratorio podremos
conocer más acerca de este
elemento que ha sido importante en
el progreso de la electrónica en el
mundo.
ABSTRACT:
In this lab we will implement an
adder and a subtractor investor
investor which in this case is only
two signals but can be made with n
signals in order to obtain a single
output signal.
Operational
amplifiers
are
semiconductor
circuits
whose
performance characteristics make
them very versatile and can solve
various types of problems related to
electronic signal processing.
Through this lab we will learn more
about this element that has been
important in the progress of
electronics in the world.
OBJETIVO GENERAL:

Conocer el funcionamiento
de un amplificador.
II.
Ganancia en lazo abierto: La
ganancia del AO a lazo abierto esta
en alrededor de 200 V/mV es decir
aproximadamente 200.000, y la
resistencia de entrada esta en
alrededor de 200 K ohms.
tension en modo común: 70-90 dB.
Tension Offset: 6.0 mV
Corriente Ofsset: 200 nA.
Corriente
de
polarizacion
de
entrada: 500 nA.
Slew rate: 0.5 - V/µs.
Relación de rechazo en modo
común: 70-90 dB.
Si no existe realimentación la salida
del A. O. será la resta de sus dos
entradas multiplicada por un factor.
Este factor suele ser del orden de
100.000(que se considerará infinito
en cálculos con el componente
ideal). Por lo tanto si la diferencia
entre las dos tensiones es de 1V la
salida debería ser 100.000 V.
Debido a la limitación que supone
no poder entregar más tensión de la
que hay en la alimentación, el A. O.
estará saturado si se da este caso.
Esto será aprovechado para su uso
en comparadores, como se verá
más adelante. Si la tensión más alta
es la aplicada a la patilla + la salida
será VS+, mientras que si la tensión
más alta es la del pin - la salida será
la alimentación VS-.
Este elemento nos sirve para
mezclar
diferentes
frecuencias
sonoras, se determina que los
voltajes de entrada son sumados y
que el voltaje de salida es la suma
de los voltajes de entrada invertidos.
A.O RESTADOR IVERSOR
A.O SUMADOR INVERSOR
Figura 2. AO Restador Inversor.
Figura 1. AO Sumador Inversor.
Esta configuración nos sirve para
realizar una suma algebraica de
cada uno de los voltajes que están
conectadas con la entrada inversora
del amplificador operacional, los
voltajes se encuentran con un factor
de ganancia constante, la fórmula
para poder identificar el voltaje de
salida está determinada por la
siguiente ecuación:
Ecuacion 1. Ganancia AO Sumador Inversor.
Se coloca negativa la resistencia
para determinar que el voltaje de
salida es negativo porque por eso
mismo se dice que es un inversor.
Este amplificador usa ambas
entradas invertida y no invertida con
una ganancia de uno, para producir
una salida igual a la diferencia entre
las entradas. Es un caso especial
del amplificador diferencial. Se
pueden
elegir
también
las
resistencias para amplificar la
diferencia, la fórmula para poder
identificar el voltaje de salida está
determinada por la siguiente
ecuación:
Ecuacion 1. Ganancia AO Restador Inversor.
III.
RESTADOR INVERSOR
El circuito a implementar en este
laboratorio se realizó un A.O LM741
en configuración restador inversor
como el que observamos en la
figura 2.
Procedemos
a
realizar
e
implementar el circuito con el
LM741 y las 3 resistencias que
serían del mismo valor, a cada
entrada se asignan una señal.
En el osciloscopio visualizamos las
siguiente señales siendo la amarilla
la de entra y la blanca la de salida.
Imagen 1. Señal visualizada en el osciloscopio.
El circuito a implementar en este
laboratorio se realizó un A.O LM741
en configuración sumador inversor
como el que observamos en la
figura 1.
Procedemos
a
realizar
e
implementar el circuito con el
LM741 y las 3 resistencias que
serían del mismo valor, a cada
entrada se asigna una señal que se
sumaran dependiendo de cuantas
sean ya que pueden ser n señales
pero solo se obtendrá 1 salida. En
este caso solo utilizaremos dos
entradas que no las asignara el
generador de señales.
Utilizaremos
dos
señales
senosoidales una de 1 KHz y 1 Vpp,
la otra señal a utilizar será de 50
KHz y 50 mVpp.
Obtendremos en el osciloscopio la
siguiente señal siendo la amarilla de
entrada y la blanca de salida,
sumador inversor aun si sumarle la
la segunda señal de entrada
visualizamos lo siguiente:
Imagen 2. Señal visualizada en el osciloscopio.
Imagen 3. Señal visualizada en el osciloscopio.
SUMADOR INVERSOR
En
la
siguientes
imágenes
podremos visualizar el resultado de
la señal sumada:
IV.
La respuesta a la pregunta de cómo
no afectan la una a la otra.
La corriente de entrada es tan baja
(0,08 microamperios para el 741,
picoamperios si el op-amp tiene
entradas FET), la corriente en A
debe ser cero, de modo que:
Imagen 4. Señal visualizada en el osciloscopio.
Ecuación 3.
Que para resistencias iguales viene
a ser:
Ecuación 4.
A continuación veremos la
configuración restador:
Imagen 5. Señal visualizada en el osciloscopio.
En
la
siguiente
imagen
visualizaremos
la
señal
que
aplicamos desde el generador de
señales:
Figura 3. Restador inversor.
V.
Imagen 6. Vpp que nos arroja el gneerador.
CONCLUSIONES

El sumador nos sirve cuando
necesitemos
combinar
frecuencias sonoras.

Con el sumador no inversor
hecho a partir del sumador
inversor
y
el
inversor
podemos
facilitar
el
resultado.

El restador nos puede servir
para comparar voltajes en
nuestros circuitos.

Los
amplificadores
operacionales con estas
configuraciones nos da una
ganancia estable.


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