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Teoría de amplificadores operacionales

Escrito por clare edwards | Traducido por paula ximena cassiraga
Teoría de amplificadores operacionales

Teoría de amplificadores operacionales.

Stockbyte/Stockbyte/Getty Images

Los amplificadores operacionales son uno de los componentes claves de los circuitos electrónicos análogos. Originalmente usados para realizar operaciones matemáticas, también se usan en muchas otras aplicaciones, como filtrado y acondicionamiento de señal. La teoría de amplificadores operacionales se basa en el concepto de un amplificador operacional ideal con ciertas características; en el mundo real, éstos operan ligeramente distinto.

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Ganancia de lazo abierto

La ganancia de un circuito es su capacidad de aumentar la amplitud o potencia de una señal de entrada. La ganancia de lazo abierto es la ganancia de un amplificador operacional cuando no se aplica retroalimentación. En un amplificador operacional ideal, la ganancia de lazo abierto es infinita. En la realidad, la ganancia de lazo abierta para un amplificador operacional típico es de aproximadamente 10 a la potencia de cinco o 100000.

Rango de voltaje

En un amplificador operacional ideal, el rango de voltajes disponible en la salida se considera infinito. En la realidad, los voltajes positivos y negativos máximos en la salida están limitados por el suministro de voltajes disponibles para el amplificador operacional.

Ancho de banda infinito

El ancho de banda disponible de un amplificador operacional es infinito. La respuesta de magnitud de frecuencia de un amplificador operacional es plana, con un cambio de fase cero. Esto significa que la frecuencia de la señal de salida será exactamente la misma que la frecuencia de la señal de entrada y que las formas de ondas estarían exactamente sincronizadas.

Potencia del ancho de banda y velocidad de respuesta

La potencia del ancho de banda es el rango de frecuencias en las que la corriente de salida completa y el voltaje están disponibles. En un amplificador operacional ideal se asume que es infinita; eso es, la potencia completa está disponible en todas las frecuencias. La velocidad de respuesta también se asume infinita. En otras palabras, la velocidad de campo del voltaje de salida se considera que no tiene límites.

Corriente de entrada y ruido

Se asume que no hayan pérdidas y ninguna corriente de polarización en un amplificador operacional ideal. La corriente de entrada se asume que es cero. El ruido (interferencia extraña y no querida con la señal) también se asume que es cero.

Impedancia de entrada y salida

La impedancia de entrada es la oposición de que el amplificador operacional presenta al flujo de la corriente cuando se aplica un voltaje en su entrada. En un amplificador operacional ideal, la impedancia de entrada se asume que es infinita. La impedancia de la salida también.

Relación de rechazo de modo común y relación de rechazo de suministro de energía

La relación de rechazo de modo común (CMRR, siglas en inglés) es la tendencia del amplificador operaciona de rechazar la entrada que es igual en ambas terminales de entrada. La relación de rechazo de suministro de energía (PSRR, en inglés) es la relación de la velocidad de cambio en el suministro de voltaje del amplificador operacional con el voltaje de entrada diferencial que el suministro de voltaje produce en el dispositivo. Ambos se asumen que son infinitos en un amplificador operacional ideal.

General

Dos importantes conceptos básicos pueden derivarse de las variadas características de un amplificador operacional ideal. Primero, el voltaje de entrada diferencial es cero. Segundo, el flujo de corriente en cualquier terminal de entrada también es cero. Estas dos propiedades son fundamentales en toda teoría de amplificadores operacionales y diseño de circuitos.

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