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FORO TÉCNICO => Foro Técnico => Mensaje iniciado por: aitopes en 16 de Diciembre de 2006, 17:52:18

Título: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: aitopes en 16 de Diciembre de 2006, 17:52:18
Una nueva guia, esta vez sobre Amplificadores Operacionales. Saludos!
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Amplificadores Operacionales
Presentes en casi todo circuito moderno, ya se trate de un dispositivo de electrónica digital o analógica, el amplificador operacional es el pilar de la mayoría de los diseños electrónicos.
Podemos definir de manera informal a un amplificador operacional como un circuito electrónico, generalmente se obtiene en forma de circuito integrado o chip, que consta de dos entradas (V+ y V-) y una sola salida (Vout). Esta salida es la diferencia entre las dos entradas, multiplicada por un factor de potencia, que a lo largo de estas paginas llamaremos G. Por lo tanto:

Vout = G x (V+ - V-)
(http://www.ucontrol.com.ar/Articulos/oamp/oamp.h1.gif)   
Amplificador Operacional

En la década de 1960, la empresa Fairchild comenzó a fabricar el que seria el primer amplificador operacional, llamado UA-709. Años mas tarde fue reemplazado por el muy popular modelo 741, que en la actualidad fabrican innumerables compañías. Originalmente, el uso reservado a los amplificadores operacionales era el campo de las matemáticas. En efecto, las primeras calculadoras analógicas, donde en lugar de utilizar aritmética binaria basada en compuertas digitales se usaban diferentes niveles de tensión, utilizaban estos circuitos para construir unidades encargadas de sumar, restar, dividir, derivar, integrar, etc. Este es el origen del nombre “Amplificador Operacional”.
Un amplificador operacional ideal tiene una ganancia (G) infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda (rangos de frecuencias a los cuales puede operar) también infinito, una impedancia de salida igual a cero, y ningún ruido. Como consecuencia del hecho de tener impedancia de entrada infinita, se puede asumir que las corrientes de entrada son nulas.
En la practica, y dependiendo del fabricante (que brinda hojas de datos de cada modelo de chip que fabrica), un amplificador operacional “real” tiene un ancho de banda del orden de los MHz, impedancias de entrada de algunos megaohms, y una ganancia típica de 100.000, lo que permite que una diferencia de tensión de 50 millonésimas de volts en sus entradas genere 5 volts en su salida.
La figura anterior nos muestra el símbolo generalmente utilizado para representar estos dispositivos, donde se ven las entradas y la salida, además de las dos conexiones para la alimentación (Vs+ y Vs-). Estas tenciones en general son de entre 5 y 15 voltios, con signos opuestos.
En los esquemas electrónicos se presenta al amplificador operacional como una caja negra con características ideales, lo que simplifica mucho su interpretación. Sin embargo, es importante entender la forma en que funciona, de esta forma se podrá entender mejor las limitaciones que presenta.
Los diseños varían entre cada fabricante y cada producto, pero todos los amplificadores operacionales tienen básicamente la misma estructura interna, que consiste en tres etapas:

1) Amplificador diferencial: es la etapa de entrada que proporciona una baja amplificación del ruido y gran impedancia de entrada. Suelen tener una salida diferencial.
2) Amplificador de tensión: proporciona una ganancia de tensión.
3) Amplificador de salida: proporciona la capacidad de suministrar la corriente necesaria, tiene una baja impedancia de salida y, usualmente, protección frente a cortocircuitos.
 

EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL EN CC Y CA:

Veremos a continuación como se comporta un amplificador operacional en corriente continua (CC) y corriente alterna (CA).
El primer caso a analizar es la configuración a lazo abierto (sin realimentación) en corriente continua. En estas condiciones, la salida del amplificador operacional será la resta de sus dos entradas, multiplicadas por el factor G, tal como se explico antes. Con ganancias superiores a 100.000, es muy fácil, aun con variaciones muy pequeñas de tensión en sus entradas, que la tensión de salida supere la tensión de alimentación. En ese caso, se dice que el amplificador operacional esta saturado. Si la tensión mas alta es la aplicada a la entrada V+, la salida (Vout) será igual a Vs+. Si la entrada V- es la mas alta, la salida toma el valor de Vs-.
El segundo caso es un lazo cerrado en corriente continua. Supondremos una realimentación negativa, mediante una conexión entre la salida y la entrada V- . Para analizar esta situación, supondremos que inicialmente ambas entradas están sometidas a la misma tensión. Si la tensión aplicada a la entrada V+ comienza a subir, la tensión en la salida también subirá, ya que como vimos antes, es función de la diferencia de las tensiones en las entradas. Como existe la realimentación entre la salida y V-, la tensión en esta entrada también subirá, con lo que la diferencia entre V+ y V- se reduce, disminuyendo también la tensión de salida. Este proceso se estabiliza rápidamente, y se tiene que la salida es la necesaria para mantener las dos entradas, idealmente, con el mismo valor. Siempre que hay realimentación negativa se aplican estas dos aproximaciones para analizar el circuito:

V+ = V-
I+ = I- = 0

En principio, lo visto respecto del comportamiento del amplificador operacional en CC puede aplicarse a corriente alterna (CA), pero debemos tener en cuenta que a partir de ciertas frecuencias aparecen limitaciones.
Debido a que al amplificador operacional típico también se le conoce como amplificador realimentado en tensión (VFA) hay una importante limitación respecto a la frecuencia: el producto de la ganancia en tensión por el ancho de banda es constante.
Como la ganancia en lazo abierto es del orden de 100.000 un amplificador con esta configuración sólo tendría un ancho de banda de unos pocos Hercios. Al realimentar negativamente se baja la ganancia a valores del orden de 10 a cambio de tener un ancho de banda aceptable. Existen modelos de diferentes amplificadores operacionales para trabajar en frecuencias superiores, en estos amplificadores se busca mantener las características a frecuencias más altas que el resto, sacrificando a cambio un menor valor de ganancia u otro aspecto técnico.

COMPARADOR:
El amplificador operacional se puede utilizar como un comparador. En efecto, si lo configuramos como se ve en la figura de mas abajo, la salida será Vs+ o Vs- dependiendo de cual de ellas sea la mayor en cualquier momento. Esta característica hace que un amplificador operacional sea útil como elemento para adaptar niveles lógicos.
Matemáticamente, tenemos:

(http://www.ucontrol.com.ar/Articulos/oamp/oamp.h2.gif)
Vout = Vs+ si V1 > V2
Vout = Vs- si V1 < V2

SEGUIDOR:
Si conectamos un amplificador operacional de la manera que nos muestra la figura siguiente, obtenemos lo que se conoce como “seguidor”. En esta configuración se lo puede utilizar como “buffer”, para eliminar efectos de cargas importantes en salidas que no las soporten, o para adaptar impedancias diferentes (conectar un dispositivo con una gran impedancia a otro con una impedancia pequeña o viceversa).
En este caso la tensión de salida será igual a la tensión de la entrada, y la impedancia de entrada es infinita.
Matemáticamente:

(http://www.ucontrol.com.ar/Articulos/oamp/oamp.h3.gif)
Vout = Vin
Zin = infinito

AMPLIFICADOR INVERSOR:
La figura siguiente ilustra la configuración básica del amplificador operacional como amplificador inversor. En este circuito, la entrada (+) está a masa, y la señal se aplica a la entrada (-) a través de Rin, con realimentación desde la salida a través de Rf.
Aplicando las propiedades anteriormente establecidas del AO ideal, podemos hacer un análisis de las características distintivas de este circuito.
Puesto que el amplificador tiene ganancia infinita, desarrollará su tensión de salida, Vout, con tensión de entrada nula. Ya que la entrada diferencial Vd es:
Vd = V+ - V-

Tenemos que Vd = 0, y si Vd = 0, entonces toda la tensión de entrada Vin, deberá aparecer en Rin, obteniéndose una corriente Iin igual a

Iin = Vin / Rin

V- está a un potencial cero, es un punto de tierra virtual. Toda la corriente Iin que circula por Rin pasará por Rf, puesto que no se derivará ninguna corriente hacia la entrada del operacional (suponemos una impedancia infinita), así pues el producto de Iin por Rf será igual a - Vout:

Iin = - (Vout / Rf)
(Vin / Rin) = - (Vout / Rf)

Por lo que:

Vout = - (Rf / Rin ) x Vin

luego la ganancia del amplificador inversor será:

(Vout / Vin ) = - (Rf / Rin)

Deben observarse otras propiedades adicionales del amplificador inversor ideal. La ganancia se puede variar ajustando bien Rin, o bien Rf. Si Rf varía desde cero hasta infinito, la ganancia variará también desde cero hasta infinito, puesto que es directamente proporcional a Rf. La impedancia de entrada es igual a Rin. Vin y Rin únicamente determinan la corriente Iin, por lo que la corriente que circula por Rf es siempre Iin, para cualquier valor de dicha Rf.
La entrada del amplificador, o el punto de conexión de la entrada y las señales de realimentación, es un nudo de tensión nula, independientemente de la corriente Iin. Luego, esta conexión es un punto de tierra virtual, un punto en el que siempre habrá el mismo potencial que en la entrada V+. Por tanto, este punto en el que se suman las señales de salida y entrada, se conoce también como nudo suma. Esta última característica conduce un axioma básico de los amplificadores operacionales, el cual se aplica a la operación en bucle cerrado: “En bucle cerrado, la entrada V- será regulada al potencial de entrada V+ o de referencia”.
Esta propiedad puede aún ser o no ser obvia, a partir de la teoría de tensión de entrada de diferencial nula. Es, sin embargo, muy útil para entender el circuito del amplificador operacional ver la entrada V+ como un terminal de referencia, el cual controlará el nivel que ambas entradas asumen. Luego esta tensión puede ser masa o cualquier potencial que se desee.

(http://www.ucontrol.com.ar/Articulos/oamp/oamp.h4.gif)

AMPLIFICADOR NO INVERSOR:
La segunda configuración como amplificador, en este caso “no inversor” es la que vemos en la figura de abajo. En este circuito, la tensión Vin se aplica a la entrada V+, y una fracción de la señal de salida, Vout, se aplica a la entrada V- a través del divisor de tensión R1 - R2. Puesto que, no fluye corriente de entrada en ningún terminal de entrada, y ya que Vd = 0, la tensión en R1 será igual a Vin. Veamos un poco de matemática:

Vin = Iin x R1

Y como

Vout = Iin x (R1 + R2)

Tenemos que

Vout = (Vin / R1) x (R1 + R2)

Condición que expresada en términos de ganancia nos queda:

(Vout / Vin) = (R1 + R2) / R1

Que es la ecuación característica de ganancia para el amplificador no inversor ideal. También se pueden deducir propiedades adicionales para esta configuración. El límite inferior de ganancia se produce cuando R2 = 0, lo que da lugar a una ganancia igual a 1. En el amplificador inversor, la corriente a través de R1 siempre determina la corriente a través de R2, independientemente del valor de R2, esto también es cierto en el amplificador no inversor. Luego R2 puede utilizarse como un control de ganancia lineal, capaz de incrementar la ganancia desde el mínimo unidad hasta un máximo de infinito. La impedancia de entrada es infinita, puesto que se trata de un amplificador ideal.

(http://www.ucontrol.com.ar/Articulos/oamp/oamp.h5.gif)

SUMADOR INVERSOR:
Utilizando la característica de tierra virtual en el nudo suma V- del amplificador inversor, se obtiene una útil modificación, el sumador inversor, que vemos junto a sus formulas fundamentales en la figura 6. En este circuito, como en el amplificador inversor, la tensión V+ está conectada a masa, por lo que la tensión V- estará a una masa virtual, y como la impedancia de entrada es infinita toda la corriente I1 circulará a través de RF y la llamaremos I2. Lo que ocurre en este caso es que la corriente I1 es la suma algebraica de las corrientes proporcionadas por V1, V2 y V3. Las formulas correspondientes a I1 e I2 también se pueden consultar en la siguiente figura.
Como ambas corrientes son iguales, si trabajamos algebraicamente igualando ambos términos, podemos obtener la ultima formula de la figura, que nos permite calcular el valor de Vout. Esta establece que la tensión de salida es la suma algebraica invertida de las tensiones de entrada multiplicadas por un factor corrector, que en el caso en que

RF = RG1 = R G2 = R G3

Nos permiten simplificar obteniendo

VOUT = - (V1 + V2 + V3)

La ganancia global del circuito la establece RF, la cual, en este sentido, se comporta como en el amplificador inversor básico. A las ganancias de los canales individuales se les aplica independientemente los factores de escala RG1, R G2, R G3,... etc. Del mismo modo, R G1, R G2 y R G3 son las impedancias de entrada de los respectivos canales. Otra característica interesante de esta configuración es el hecho de que la mezcla de señales lineales, en el nodo suma, no produce interacción entre las entradas, puesto que todas las fuentes de señal alimentan el punto de tierra virtual. El circuito puede acomodar cualquier número de entradas añadiendo resistencias de entrada adicionales en el nodo suma.

(http://www.ucontrol.com.ar/Articulos/oamp/oamp.h6.jpg)

En este articulo intentamos presentar los amplificadores operacionales sin caer en el uso de demasiada cantidad de formulas matemáticas que dificulten su lectura. La idea es que sirva como base para artículos posteriores, en los que se verán aplicaciones practicas de los amplificadores operacionales utilizados como Amplificadores de Aislamiento, Amplificadores de Instrumentación, de Transconductancia Variable, etc., cada uno de los cuales amerita un articulo propio.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 10 de Noviembre de 2008, 21:43:25
Re abro este hilo porque quiero entender un poco más sobre estos precioso AO.

Paso a resumir mi problema.

Quiero conectar un LM 35, buscando por mis guía de faborito (gracias a quién dispuso de esta herramienta) fui a un enlace de  Cirucitos de entrada y salidas (http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=13389.0) y me topé con el circuito de flacoclau.

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=13389.0;attach=1563)

Luego de molestarlo a él por PM y sacado casi todas mis dudas (las que falta resolver no se las he preguntado) supe que este circuito tal y como está no me sirve, ya que necesito trabajar por debajo de 0°C y hasta 60°C o más, aunque no es necesario. Mi idea es hacer una estación automática pero no cualquiera si no que tiene que cumplir los requisitos de la OMM (http://www.wmo.int/pages/index_es.html).

Se que el LM35 talvez no me sirva, es por eso que necesito comprender el circuito para en un futuro cercano, poder adaptarlo a otrs sensores.

Volviendo al tema. El LM35 va desde los -55°C hasta los 150°C. Los voltages van desde los -550mV (0,55V) hasta los 1500mV(1,5 V). Y mirando el circuito de flaco empezé hacer unos cálculos. Para eso vi que el AO está configurado como no inversor.

Y la fórmula es:
Vout = (Vin / R1) x (R1 + R2)

De acuerdo a la figura R1=16000 ohm (15000+1000) R2=22000 Vin -0,55V

Reemplazando en la fórmula me da : Vout = (-0,55V / 16000) x (16000 + 22000) =  -0,000034375 x 38000 = -1,30625

Esto quiere decir que, cuando el LM35 esté a -55°C, el AO me va a entregar -1,30625 V. ¿Está bien echo mi cálculo o estoy razonando mal? Si mi calculo es correcto ¿cómo puedo hacer para que el AO me entregue 0V para -55°C (-550mV)?

Por esta deducción, lo mejor sería el AO configurado en modo inversor, pero, cuando la tensión que entrega el LM35 sea positivo, el AO me dará en negativo  :?

En fin, ¿Qué ideas me dan?
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: migsantiago en 10 de Noviembre de 2008, 22:20:56

Esto quiere decir que, cuando el LM35 esté a -55°C, el AO me va a entregar -1,30625 V. ¿Está bien echo mi cálculo o estoy razonando mal? Si mi calculo es correcto ¿cómo puedo hacer para que el AO me entregue 0V para -55°C (-550mV)?

Por esta deducción, lo mejor sería el AO configurado en modo inversor, pero, cuando la tensión que entrega el LM35 sea positivo, el AO me dará en negativo  :?

En fin, ¿Qué ideas me dan?

Necesitas usar un ampop bipolar para manejar los negativos, el LM741 es buena opción.

Luego, como el LM35 entrega -550mV en el peor de los casos, solo súmale 550mV a ese voltaje con un amplificador sumador y listo, tendrás una salida de 0V a 2.05V.

Eso lo puedes amplificar 2 veces para que sea de 0V a 4.1V y un PIC lo pueda medir con una resolución aceptable.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: flacoclau en 11 de Noviembre de 2008, 03:26:52
Hola León, como bien te dijo Santiago una opción es utilizar un amplificador en configuración sumador, yo utilizo generalmente un LM358 o un LM324, aquí te adjunto un recorte del libro que compraste hoy con esa configuración.

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=15187.0;attach=8030)

en las páginas 149 a la 175 tienes mucha info sobre ese tema específico, también el capítulo 10 interfaces para sensores, todo el capítulo y especialmente las páginas 237 a la 247.

Saludos!!
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 11 de Noviembre de 2008, 12:31:39
Gracias a ambos.

Buscando más información encontré una fórmula para este tipo esta configuración Sumador inversor.

Siguiendo la imagen citada de flaco es:


I1 = V1/R1      I2 = V2/R2      In = Vn/Rn

It = I1 + I2 + In

Vo = -It x Rf


Para mi caso, tomé la R1 = R2 = 2k2 y para Rf = 2k7

Según la fórmula me da:

Caso 1: LM35 a -55°C que me entrega una tensión de -0,55V


I1 = -0,55V/2k2 = -0,25mA
I2 =  0,55V/2k2 =  0,25mA
It = -0,25+0,25 = 0mA

Vo = It x 2k7 = 0V


Caso 2: LM35 a 0°C que me entrega una tensión de 0V


I1 = 0V/2k2 = 0mA
I2 = 0,55V/2k2 = 0,25mA
It = 0,25mA

Vo = 0,25mA x 2k7 = 0,675V


Caso 3: LM35 a 150°C que me entrega 1,5V


I1 = 1,5V/2k2 = 0,68mA
I2 = 0,55V/2k2 = 0,25mA
It = 0,93mA

V0 = 0,93mA x 2k7 = 2,511V


Si se fijan bien, es como dijo Santiago  :-/

Lo extraño a todo esto, que usando la fórmula que está junto al dibujo, no me dan estos resusltado y todo por el signo -, al analizar un poco, ese signo indica el sentido de la corriente y no para indicar si la tensión entregada es neg o pos.

Ahora tengo que hacer un divisor de tensión que sea capaz de entregarme 0,55V a partir de 5V de la fuente para la entrada de V2.

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=15187.0;attach=8032)

Una de las preguntas que le había echo a flaco, es si podía eliminar el zener para poder utilizar como +Vref 5V y como -Vref 0V, pero ahora veo que estaré sacrificando mucha resolución. Esto lo quería así por otro sensor más y la contestación de él fue porque el sensor entrega un máximo de 1,5V y como mínimo la direfencia entre +Vref y -Vref del ADC del pic, tiene que tener como mínimo 2V y recordemos que, la tensión mínima de -Vref, no puede ser menor que -0,6V. Vemos como tiene razón y porqué es necesario e indispensable, hacer un adaptador para un sensor como estos.

Es por ello que tengo dos opciones, una, al nuevo sesor hacerlo trabajar entre 0V y 2,5V o a la hora de tomar el resultado del sensor en conflicto, configuro internamente para que me tome como referencia 5V y 0V y listo el problema.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: flacoclau en 11 de Noviembre de 2008, 14:22:08
Hola Leon, se me ocurren un par de soluciones a la medición, la primera es poner un diodo en la masa del lm35 y elevar por ende su tensión de salida.
el diodo supongamos le sumará 0,65V y como el sensor tendrá cuando mucho -0,55V esto permitirá trabajar al operacional en todo el rango de temperaturas, e ingresarlo por RA0.
Con otro operacional (en realidad en el mismo encapsulado) medimos la tensión del diodo y lo ingresamos por RA1, realizamos la resta por soft y nos dá la temperatura real.

Valor medido en RA0 - Valor medido en RA1

mas tarde subo el otro esquema.

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=15187.0;attach=8037)
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 11 de Noviembre de 2008, 19:22:17
No se publico mi respuesta  :?

Muchas gracias flaco por preocuparte tanto.

Dos preguntas:

1. ¿Qué ventajas tiene este circuito que posteaste al que intento hacer? Para ser cincero, me parece una buena idea pero no se si es complicarla de más.

2. Para el circuito de mis claculos, ¿puedo usar LM358? ya que el LM471, no lo consigo. Hoy no me he echo tiempo, espero mañana poder hacer las primeras pruebas de esta configuración.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: flacoclau en 11 de Noviembre de 2008, 21:56:58
Hola León, lo que te muestro son solo opciones y habría que probarlas para saber que funcionan, en la primer opción no creo que se te complique mucho ya que el lm358 trae 2 operacionales en 8 patitas.
 cada uno tiene sus pro y sus contras, que pueden ser precisión o dificultad de calibrar.
Acá te dejo la segunda que se me ocurre, la idea es tomar tensión del lm336 2V5 y sumarla a la tensión del LM35, con el fin de poder cubrir todo el rango de temperaturas. no tomes en cuenta los valores de las resistencias porque no las he calculado.

(http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?action=dlattach;topic=15187.0;attach=8047)

Con RV1 se regula la ganancia de todo el conjunto y con RV2 el nivel de tensión agregada a la entrada.
Entonces si el LM35 trabaja en un rango de -0,5V a 1,5V le inyectas 0,5V desde RV2 y te queda un rango de medición (a la entrada del operacional) de 0V para -50ºC
y 2V para 150ºC.

luego con la ganancia (controlada por RV1) regulas el rango de tensiones que abarcará las temperaturas deseadas, en este caso tomo como referencia positiva 2,5V en RA3.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: flacoclau en 11 de Noviembre de 2008, 22:46:16
Otra duda que tengo es si el sensor lo vas a dejar cerca del circuito, ya que si la distancia es grande vas a tener que implementar un filtro pasa bajos bastante bueno por el ruido, o si nó algún conversor de tensión a frecuencia o algún sensor con datos en serie.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 12 de Noviembre de 2008, 09:57:18
Por ahora, va a estar en la misma placa. Luego si tengo éxito, estará separado como mucho a 2 mts. Es seguro que para esta distancia, tendré que ponerle un paso bajo y el cable mallado.

Por ahora voy a montar los tres circuitos sin el LM35 (porque aún, no lo tengo  :mrgreen:) pero lo voy a simular inyectando tensiones diferentes y veré que datos tengo, luego compararé los datos con el LM35 y veré que conclusiones saco según sea mejor calibrarlo.

Gracias Flaco, en breve, volveré con detalles y posibles conclusiones.

Edito: tengo las primeras mediciones.

Realizé el caso dos con un LM324. Utilizé una fuente de 5V. Para entregarle una referencia negativa al LM, realizé un divisor resistivo a la entrada no inversora con una R=100K y al negativo, otra R=68K y en serie con un pot para lograr una tensión de 2,5V.

Las tensiones obtenidas fueron. Edito por error al copiar los valores. Ver mensaje número 12 (mío)

Para V1=0V y para V2=0,55V (este último obtenido por un divisor resistivo) Vout=3,57V y el teórico es de Vout=0,675V Ni se le acerca.

Para V1=5V y para V2=0,55V Vout=0,690V  :?

¿Alguien sabe que estoy haciendo mal? o es por culpa del LM324 y me voy a tener que conseguir el LM741 o algún equivalente
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: flacoclau en 12 de Noviembre de 2008, 13:29:21
Ojo León que las resistencias no las calculé
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: cerebro en 12 de Noviembre de 2008, 13:36:00
no al 741!  :shock: compra tl082 o tl084 son mucho mejores y  encima igual precio...... de ultima te regalos mis 741 que los odio  :x.
  saludos   
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 12 de Noviembre de 2008, 18:20:00
Ojo León que las resistencias no las calculé

No te preocupes que no fueron de tus circuitos, si no fue el que yo calculé. Justamente es el circuito que me citaste del libro. Pero cometí un error al poner los resultados aquí.

He aquí la configuración que utilizé:

(http://img185.imageshack.us/img185/8804/config1lm35gv8.th.jpg) (http://img185.imageshack.us/my.php?image=config1lm35gv8.jpg)(http://img185.imageshack.us/images/thpix.gif) (http://g.imageshack.us/thpix.php)


Con el divisor resistivo de en la entrada no inversora me dan:

V1=0V y V2=0,55V Vsal = 3,57V
V1=5V y V2=0,55V Vsal = 0,690V

Para la entrada no inversora a masa directamente:

V1=0V y V2=0,55V Vsal=0,028V
V1=5V y V2=0,55V Vsal=0,695V


En un rato pruebo tus configuraciones haber que me dan.

no al 741!  :shock: compra tl082 o tl084 son mucho mejores y  encima igual precio...... de ultima te regalos mis 741 que los odio  :x.
  saludos  

Gracias por el dato cerebro. De todas maneras, al 741 no lo consigo.

¿Puedo preguntar por qué el odio?
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: migsantiago en 12 de Noviembre de 2008, 18:35:26
no al 741!  :shock: compra tl082 o tl084 son mucho mejores y  encima igual precio...... de ultima te regalos mis 741 que los odio  :x.
  saludos   

jeje yo también pregunto, ¿por qué el odio?
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: PalitroqueZ en 12 de Noviembre de 2008, 18:49:16
no al 741!  :shock: compra tl082 o tl084 son mucho mejores y  encima igual precio...... de ultima te regalos mis 741 que los odio  :x.
  saludos   

no te creas, el tl082 también tiene lo suyo, nada mas con su bendito Lacht up (http://www.allaboutcircuits.com/vol_6/chpt_6/5.html) te puede arruinar un circuito.

Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: migsantiago en 12 de Noviembre de 2008, 19:03:39
no al 741!  :shock: compra tl082 o tl084 son mucho mejores y  encima igual precio...... de ultima te regalos mis 741 que los odio  :x.
  saludos   

no te creas, el tl082 también tiene lo suyo, nada mas con su bendito Lacht up (http://www.allaboutcircuits.com/vol_6/chpt_6/5.html) te puede arruinar un circuito.

Hey Pali

Leyendo sobre el Latch-up, la hoja de características del TL082...

http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2300.pdf

...dice al principio: "Latch Up Free Operation", ¿no será otro ampop al que te referías?  :mrgreen:
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: cerebro en 12 de Noviembre de 2008, 20:09:19
hola gente me parece que he creado un conflicto de operacionales, primero mi realmente odio se genero apartir de la cantidad de 741 que he quemado (literalmente) aproximadamente 5 o 6 con mis circuitos. hasta ahora no me recuerdo ningun tl084 muerto por mis manos (y eso que una vez conecte uno al revez en la protoboard y llego a derretir el plastico..... pero siguio como si nada).
 Tampoco vamos a decir que son la maravilla los tl084 pero en cuestion de precios y ventajas va adelante (creo que pasa lo mismo que esta pasando con el  16f84 que lo fabrican por ser producto conocido). Si miran el datasheet de los dos y comparan corriente de bias , offset de corriente, el tl084 es tecnologia J-fet asi que posee impedancia de entrada altisima.... muchas cosas interesantes por lo menos para mi que me gusta meterme con señales pequeñas, si no necesitas precision es otra cosa. Encima tenes que compensar el offset a la salida  :5].

 Saludos!!

P.D: unanse a mi campaña contra el 741!  :D   



Me estaba olvidando de algo importante del señor 741, no se puede conectar a una alimentacion positiva y masa.. necesita alimentarse con una tension negativa 
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 14 de Noviembre de 2008, 20:28:11
Hoy compre el LM35 y empezé hacer las primeras pruebas.

El AO configurado como sumador inversor, no sirve, tal como me dió las primeras pruebas que hise sin el sensor. Al subir la temperatura, el AO no cambia la tensión de salida. Me es muy raro, pero hasta cambié de protorboard y de AO y me dió los mismo valores.

Luego, hise el primer ejemplo de flaco con el diodo y medir la tensión del diodo y este es de 450mV con lo que me penaliza medir desde - 45,0°C hasta 57,4°C ya que si o si, lo necesito con decimal. Para la estación meteorológica, me parece muy ranozable, ya que voy a medir temperatura ambiente.

Para el segundo ejemplo, sumar 0,55V con el zener no me convence porque la tensión llegará hasta 2050mV. Hasta aquí todo bien, pero no puedo trabajar con decimales. Por lo que me quedo con la opción 1 de flaco.

Muchas gracias Flaco.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: PalitroqueZ en 15 de Noviembre de 2008, 18:18:03
no al 741!  :shock: compra tl082 o tl084 son mucho mejores y  encima igual precio...... de ultima te regalos mis 741 que los odio  :x.
  saludos   

no te creas, el tl082 también tiene lo suyo, nada mas con su bendito Lacht up (http://www.allaboutcircuits.com/vol_6/chpt_6/5.html) te puede arruinar un circuito.

Hey Pali

Leyendo sobre el Latch-up, la hoja de características del TL082...

http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2300.pdf

...dice al principio: "Latch Up Free Operation", ¿no será otro ampop al que te referías?  :mrgreen:

La primera datasheet que bajé data del 1999 y allí aparece el tal Latch Up Free Operation
Todos los tl084 que tengo presentan el mismo problema ¿no será que son de un viejo lote?

Según tengo entendido, el Latch Up significa que el operacional no puede seguir el voltaje de entrada cuando es un nivel cercano a cero (ej: 500mV) usando alimentación simple.


Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: migsantiago en 15 de Noviembre de 2008, 20:01:50
La primera datasheet que bajé data del 1999 y allí aparece el tal Latch Up Free Operation
Todos los tl084 que tengo presentan el mismo problema ¿no será que son de un viejo lote?

Según tengo entendido, el Latch Up significa que el operacional no puede seguir el voltaje de entrada cuando es un nivel cercano a cero (ej: 500mV) usando alimentación simple.

Según lo que leí a partir de tu link y en otros links, el ampop que sufre del latch up en el momento de recibir un voltaje cercano a tierra, intercambia sus terminales inversora por la no inversora y viceversa.

Pero no conozco mucho sobre estos detalles.  :(
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: jacrmr en 15 de Noviembre de 2008, 21:30:52
Leon Pic, a menos que en tu localidad estés restringido en cuanto a disponibilidad de componentes, pero no le veo caso usar componentes tan pobres como un 741 o similares habiendo en la actualidad por casi el mismo precio opamps rail to rail, ultra low noise, etc. De esta forma te evitas los problemas de latchup, ruido, mediciones erróneas y un sinfín de problemas.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: cerebro en 15 de Noviembre de 2008, 22:07:43
Leon Pic, a menos que en tu localidad estés restringido en cuanto a disponibilidad de componentes, pero no le veo caso usar componentes tan pobres como un 741 o similares habiendo en la actualidad por casi el mismo precio opamps rail to rail, ultra low noise, etc. De esta forma te evitas los problemas de latchup, ruido, mediciones erróneas y un sinfín de problemas.
Totalmente de acuerdo  8)... pero tampoco nos vayamos al otro extremo, siendo que el lm35 tiene una escala de 10 mV/ºC y encima nos asegura una certeza de 0.5 ºC. Mas los errores de no linealidad del dispositivo, en definitiva, cual es el rango que podemos asegurar que no estamos cometiendo errores grosos? y eso influye sobre el cambio a uno CI mas potente($)?...
 Saludos     :mrgreen:
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 15 de Noviembre de 2008, 22:52:39
Leon Pic, a menos que en tu localidad estés restringido en cuanto a disponibilidad de componentes, pero no le veo caso usar componentes tan pobres como un 741 o similares habiendo en la actualidad por casi el mismo precio opamps rail to rail, ultra low noise, etc. De esta forma te evitas los problemas de latchup, ruido, mediciones erróneas y un sinfín de problemas.

Totalmente de acuerdo  8)... pero tampoco nos vayamos al otro extremo, siendo que el lm35 tiene una escala de 10 mV/ºC y encima nos asegura una certeza de 0.5 ºC. Mas los errores de no linealidad del dispositivo, en definitiva, cual es el rango que podemos asegurar que no estamos cometiendo errores grosos? y eso influye sobre el cambio a uno CI mas potente($)?...
 Saludos     :mrgreen:

Estoy de acuerdo con ustedes dos, pero por el momento, no consigo el LM741. Ahora utilizo el LM324N.

Por ahora, me estoy limitando hacer pruebas y cuando reuna los $150 que me sale el censor de humedad, lo voy a llevar a instrumental del SMN para hacerles pruebas y ver que es lo que hay que corregir. Las normativas son muchas, uno de lo más principales, son el tiempo de respuesta. Talvez, un LM medio barato y medio caro (y media calidad  :D) se lo banque muy bien y puede ser que sea el sensor que me tengo que concentrar (o sea, a ahorrar plata).

Seguramente, en dos meses me compraré el sensor y para ese tiempo, ya tendré todo listo para ponerlo en la placa y llevarlo al SMN.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: jacrmr en 15 de Noviembre de 2008, 23:49:33
Tienen mucha razón. Tampoco quiero que se malentienda mi comentario. En particular soy del punto de vista de diseñar con lo mínimo que cumpla la función y el requisito sin sacrificar calidad ni prestaciones, no más. Dentro de ese rango tienes muchísimos opamp para escoger, y de todos los tipos, edades, y precios. Es sólo que a veces usar un modelo más reciente nos quita de muchos problemas de los opamp antiguos. Otro detalle, ¿no has pensado mejor en solucionar el problema usando un sensor digital de temperatura y olvidarte del offset, de las fuentes duales, etc.? De ésta forma tu salida del sensor es nada más el valor binario codificado de la forma en que aparezca en el datasheet, directo al microcontrolador o a donde vaya.

Edito: no había visto que intentas medir desde -55 grados.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Nocturno en 16 de Noviembre de 2008, 03:32:41
... opamps rail to rail, ultra low noise, etc...

Los he visto en muchos catálogos, pero nunca he sabido qué significa. ¿Qué es "rail to rail"?
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: stk500 en 16 de Noviembre de 2008, 04:36:31
... opamps rail to rail, ultra low noise, etc...

Los he visto en muchos catálogos, pero nunca he sabido qué significa. ¿Qué es "rail to rail"?
Segun mi informacion que tengo esto significa donde  Existen diseños especiales en los que el amplificador operacional tiene como tensiones
de saturación las de alimentación. A estos amplificadores operacionales se denominan
amplificadores rail to rail

Abuelo Manolo aqui ya se hablo de este tema http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=21213.0;do=Bookmark pero lastima que el Sr. JCC40 borros todos sus mensaje, lo que veo incomprensible, porque por aqui estamos para ayudarnos en nuestras dudas.
Yo  os Ruego de no borrar informaciones valiosas. Gracias
Saludo
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: jacrmr en 16 de Noviembre de 2008, 07:39:20
Mi estimado stk500, soy JCC40 (un saludo a Usted y todos los que trabajamos en la industria del entrenimiento, con DMX, MIDI show control, y etc.). El rail to rail siginifica que podemos darle al opamp una señal que abarque todo su rango de alimentación. Es decir, si el opamp es rail-to-rail con una alimentación de +18 V y -18V, nuestra señal de entrada puede variar todo ese rango sin lathcup ni pérdidas. El compañero stk500 sin duda comprenderá lo valioso de estos opamps en audio profesional (por el rango dinámico) pero más aún nos sirven en cualquier aplicación ya que no nos tenemos que preocupar por limitar sus entradas (mientras se encuentren dentro del rango claro está).
Un saludo.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: migsantiago en 16 de Noviembre de 2008, 13:21:30
El AO configurado como sumador inversor, no sirve, tal como me dió las primeras pruebas que hise sin el sensor. Al subir la temperatura, el AO no cambia la tensión de salida. Me es muy raro, pero hasta cambié de protorboard y de AO y me dió los mismo valores.


Si usas el LM324 o el LM358, que son unipolares, no van a trabajar las tensiones de entrada negativas. Debes usar un ampop con fuente bipolar (positiva y negativa). Los TL082, TL062 son buenos. El LM741 es suficiente para esta aplicación.

El LM35 es el sensor más simple de usar, estás complicando demasiado tu diseño ¿no crees?
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 16 de Noviembre de 2008, 13:45:51
El AO configurado como sumador inversor, no sirve, tal como me dió las primeras pruebas que hise sin el sensor. Al subir la temperatura, el AO no cambia la tensión de salida. Me es muy raro, pero hasta cambié de protorboard y de AO y me dió los mismo valores.


Si usas el LM324 o el LM358, que son unipolares, no van a trabajar las tensiones de entrada negativas. Debes usar un ampop con fuente bipolar (positiva y negativa). Los TL082, TL062 son buenos. El LM741 es suficiente para esta aplicación.

¡¡¡Ah!!!, yo pensaba que todos los AO se utilizaban con fuentes bipolares.

Citar
El LM35 es el sensor más simple de usar, estás complicando demasiado tu diseño ¿no crees?

Si, por eso lo utilizé como seguidor de tensión para minimizar la impedancia, ya que he leido de este problema. Al GND del LM35, le puse un diodo y esto eleva la salida, luego, desde otra entrada del A/D, mido la tensión del diodo y se lo resto al que me entrega la salida del sensor. Así, puedo medir por debajo de 0°C y hasta unos 55°C que es suficiente para medir el aire.

Aclaro que esta exelente idea, no es mía, es de flaco.
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: flacoclau en 16 de Noviembre de 2008, 14:33:54
Uh León esa idea ya la inventó Arquímedes hace unos siglos, realmente no es mía  :D :D :D
saludos!!!
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: cerebro en 16 de Noviembre de 2008, 14:37:19
Hola gente.... me parece que estamos metiendo mucho "ruido" a la idea de aitopes de su guía de amplificadores operacionales.... yo borraría todos los mensajes que posteamos y los pondría en un hilo nuevo sin duda a alguien le pueden servir. Y lo que estaría interesante sería discutir temas como lacht up, offset corriente tensión, rail to rail, slew rate y otras características de los AO. que están mas acorde con la idea de la guía. Lo pongo a criterio de ustedes y de los moderadores.
 saludos  :)
Título: Re: GUIA: Amplificadores Operacionales
Publicado por: Leon Pic en 16 de Noviembre de 2008, 14:50:14
Cerebro, tienes razón. Lo peor de todo es que quedó muy mezclado lo que está relacionado directamente a este tema y lo que está relacionado en forma casi inderecta (y digo casi, por que si trata de AO).

Si se puede hacer, de seguro algún moderador, lo hará. Por mi parte, si necesito hablar y/o hacer consulta de mi proyecto, abro un nuevo hilo.