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Amplificadores Operacionales

Autor: Hugo Victoria
Curso:
9/10 (3 opiniones) |13109 alumnos|Fecha publicación: 13/09/2005
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Capítulo 10:

 Circuito básico

La manera mas sencilla de construir un comparador consiste en conectar un amplificador operacional sin resistencias de realimentación. Tal y como se muestra en la figura:

Circuito básico

Cuando empezamos a estudiar los amplificadores operacionales dijimos que un operacional "lee" la tensión en la entrada +, le resta la tensión de la entrada - y el resultado lo multiplica por un número muy grande para sacarlo después en forma de tensión por la salida. En el 741 este número esta en torno al 100000. Claro, según lo que acabamos de decir, si Vin es 1 voltio la salida tendría que ser de 100000 voltios, esto es absurdo: Existe una tensión máxima de salida del operacional de la que nunca pasará. A esta tensión se le llama "tensión de saturación" (Vsat)

Esta tensión de saturación vendrá determinada por la tensión de alimentación y por el tipo de operacional que utilizes. En el caso del 741 alimentado a ±12V la Vsat es de unos 10V. Por lo tanto, cuando Vin sea mayor que 0 la salida se disparará a +Vsat, y cuando sea inferior a 0 la salida se disparará a -Vsat: Estamos comparando Vin con una señal de referencia que, en este caso, es 0.

Ahora vamos a alimentar el circuito anterior con tensión simple de 15V y vamos a poner unas resistencias para poder variar la tensión de referencia (Vref):

Circuito básico

Como la corriente que entra al operacional es 0 la Vref vendrá dada por la siguiente expresión:

Vref = 12 * {R1 / (R1+R2)}

Cuando la tensión de entrada Vin sea mayor que la de referencia => Vin - Vref dará un número positivo y por lo tanto la tensión de salida estará a nivel alto (cercano a 12 voltios)

Cuando la tensión de entrada Vin sea menor que la de referencia => Vin - Vref dará un número negativo y por lo tanto la salida estará a nivel bajo (cercano a 0 voltios)

Aplicación práctica

Puedes encontrar una aplicación práctica de este comparador en la sección Circuitos en Voltímetro de LEDs

Este voltímetro mide tensiones de entre 0 y 12V mediante 12 LEDs de tal forma que cada LED encendido representa un voltio. El esquema que he diseñado es el siguiente:

Circuito básico

El integrado LM324 es un cuádrupe amplificador operacional, por lo que solo hacen falta 3 y el circuito no quedará tan voluminoso como aparenta. Puedes consultar sus características en la sección "componentes".

Ajuste del potenciómetro:

Una vez montado el circuito deberás ajustar el potenciómetro. Para ello sigue los siguientes pasos: Ajusta el potenciómetro a la posición de resistencia mínma (0 ohm) Alimenta el circuito y métele 12 voltios (medidos con otro voltímetro) por la entrada de "medida". Verás que no se encienden todos los LEDs Vete moviendo el potenciómetro lentamente deteniéndote justo en el momento en que estén encendidos todos los LEDs. Ya tienes ajustado el circuito y listo para funcionar.

Nunca introduzcas una tensión superior a 15V por la entrada de "medida". Solo esta preparado para funcionar entre 0 y 12V.

Si quieres medir mas de 12 voltios también puedes hacerlo, basta que pongas dos resistencias (o un potenciómetro) a modo de divisor de tensión a la entrada "medida", de tal manera que reduzcas la tensión máxima a 12 voltios, eso si, ahora cada LED no será 1 Voltio.

Otra forma de medir mas de 12 Voltios sería: para medir por ejemplo hasta 20 voltios cambiaría el 7815 por un 7824 (y el transformador por supuesto) y cambiaria también las resistencias de los LEDs de 1K por otras de 1K5.

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