Lab06 - Ap No lineales

UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS
DEPTO. INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRONICOS II
TEMA 6 : Aplicaciones No Lineales Del Op Amp
PROFESOR : J.I. HUIRCAN
OBJETIVOS
Diseño de circuitos no lineales con Op Amp.
Aplicación práctica de los diseños logrados.
Sugerir otras aplicaciones de los circuitos estudiados.
INTRODUCCIÓN
Hasta ahora los circuitos que se han analizado corresponden a aplicaciones lineales, es decir,
circuitos cuya respuesta de salida guarda una relación de proporcionalidad con la entrada
dentro de límites discretos de trabajo.Los circuitos no lineales son muy utilizados en
aplicaciones de instrumentación y mediciones de señales industriales (sensores, detectores,
conversores, etc). Dentro de las configuraciones no lineales se tienen los comparardores,
detectores de peak, rectificadores de precisión de media onda y onda completa y
amplificadores logarítmicos.
APLICACIONES
Comparador Básico
El circuitode la Figura 1 es un comparador básico. Este circuito permite comparar la señal de
entrada con una señal de referencia previamente establecida.
+Vcc
vi
V
Ref
+Vcc
vo
+
vi
-
V
Ref
+
-Vcc
(a)
R=10k Ω
vo
z
-Vcc
(b)
Figura 1. (a) Comparador Básico. (b) Comparador con limitador.
Si la señal de entrada Vi es mayor que la señal de referencia Vref, la salida del comparador
vo se saturará en -Vcc. Si Vi es menor que Vref la salida se saturará en +Vcc.
Comparador De "Ventana"
El circuito de la Figura 2 permite detectar si la entrada se encuentra entre dos límites,
llamados VL y VH (Ventana). La salida se encontrará en dos estados diferentes, ya sea si
la entrada se encuentra entre los límites superior e inferior o fuera de ellos. Para el circuito
indicado de la Figura 2, el estado bajo, equivalente a 0V indicará que el voltaje de entrada se
encuentra entre los rangos delimitados por la ventana.
Rev. 20-sept-2014
25-oct-2015
Laboratorio Circuitos II
+Vcc
VH
v
1
-
vo
+
D1
-Vcc
+Vcc
Vi
v
2
VL
+
D2
-Vcc
Figura 2.
2 . Comparador de ventana.
Detector De Peak
El Detector de Peak de la Figura 3 es un circuito que "recuerda" el valor peak de una señal que
se ingresa por la entrada no inversora del Op Amp (Vi). El diodo conectado a la salida del
circuito no permite la descarga del capacitor mientras no se cierre el reset puesto en
paralelo con él.
vi
10K
+
vo
D2
10K
1 µF
Figura 3.
3 . Detector de Peak.
Rectificadores De Precisión
Precisión
Cuando un diodo común es utilizado para rectificar una corriente alterna o convertirla en
una señal pulsante de cc, sabemos que los diodos no conducen hasta que no ha sido
sobrepasado el nivel de umbral (0,2V para Germanio o 0,7V para el Silicio). Esto impide la
rectificación de señales pequeñas, procedimiento generalmente muy utilizado en diversas
aplicaciones de Instrumentación y Control Industrial. Para solucionar este problema se
recurre a configuraciones rectificadoras propuestas en la Figura 4.
R2
10K
10K
20K
R1
vi
-
10K
D1
vi
10K
+
vo
-
D1
01
10K
-
+
D2
Rectificador de Media Onda
v
D2
20K
v
+
Rectificador de Onda Completa
Figura 4.
4 . Rectificador de precisión.
Laboratorio Circuitos II
02
DESARROLLO TEÓRICO
1. Diseñe un circuito con Op Amp que cumpla las siguientes condiciones:
Volt
a) Enciende un led ROJO cuando la tensión de entrada supere los
b) Enciende un led VERDE cuando la tensión de entrada está bajo este valor.
c) Realice las modificaciones necesarias para tener una salida saturada en ±
2.
Diseñe un circuito que detecte cuando una tensión se encuentre entre
Encendiendo un led cuando se cumpla esta condición. TIENE
DISPONIBLE SÓLO ± VCC.
Volt
y
3. Para el circuito RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA analice las salidas Vo1 y Vo2,
cuando la entrada es una sinusoidal de amplitud ____ y ____ volts y ______ KHZ,
¿Qué características deben tener los diodos?.
4.
Investigue :
Qué Op Amp con un alto S.R. se encuentran disponibles en el pañol. Describa su
configuración de pines. Haga una tabla.
¿Qué A.O. múltiples existen en pañol? Describa su configuración de pines.
Haga una tabla resumen
¿Qué tipos de diodos existen en el pañol? cuales son sus características y uso.
Investigue que comparadores existen disponibles ¿ Qué características tienen ?
¿SR? ¿ Cómo funcionan? Haga una tabla resumen.
CUESTIONARIO
1. ¿ Qué elementos debe agregar a un circuito comparador para limitar la salida a valores
inferiores a ±Vcc?.
2. ¿ Qué precauciones debe tener en cuenta para conectar un diodo LED a un circuito ?.
3. ¿Qué característica especial debe cumplir un Op Amp para ser utilizado como
comparador?.
PREINFORME
DESARROLLO TEÓRICO partes 1, 2, 3, 4 + Layout de los circuitos
BIBLIOGRAFÍA
[1] Apuntes de Circuitos Electrónicos II.
Texas Instruments, Linear Circuits.
National Semiconductor, Linear Circuits.
Motorola, Linear Interface ICs databook.
Laboratorio Circuitos II
Volts.