Asignaturas:
- Introducción al amplificador operacional
- amplificador inventivo
- Amplificador no inventivo
- Diferencia / amplificador diferencial
- sumador de inventario
Introducción al amplificador operacional:
Opamp significa amplificador operacional; En holandés esto significa: amplificador operacional. Los amplificadores operacionales se utilizan en circuitos integrados (como en placas de circuito impreso en computadoras) con un factor de ganancia muy alto, que amplifica el voltaje de entrada (por ejemplo, de un sensor). La señal amplificada sirve entonces como señal de entrada para un dispositivo de control, como por ejemplo la ECU. El factor de amplificación puede llegar a 100.000 o más.
El factor de amplificación se puede reducir mediante el uso de resistencias, de modo que el voltaje de salida nunca pueda exceder el valor máximo (anteriormente).
La figura muestra el símbolo de un amplificador operacional. A menudo se omiten las conexiones VS + y VS –.
Cuando surge una diferencia de voltaje en el amplificador operacional y el voltaje en el + es mayor que en el -, el voltaje de salida se amplifica. Por el contrario, cuando – es mayor que +, el voltaje de salida se amplifica negativamente. Esto se puede utilizar conscientemente con un amplificador inventivo. Con un amplificador inventado, el voltaje de salida será negativo. Los signos más y menos en la imagen del amplificador operacional también se alternarán. Como se representa ahora el amplificador operacional, es un amplificador que no es inventivo. El voltaje de salida será positivo.
Inventar el amplificador operacional:
La entrada positiva del amplificador operacional está conectada a tierra. Por tanto, la tensión positiva es siempre 0. Los valores de resistencia determinan el factor de amplificación (A). El voltaje "U in" puede ser una señal de sensor que se amplifica a la ECU que está conectada a la salida U out.
Con un amplificador operacional inventado, el factor de amplificación se puede calcular con la siguiente fórmula:
A continuación se muestra un ejemplo de cálculo con U in = 1 voltio y U in = 4 voltios. Multiplicando las fracciones transversalmente, el voltaje U in se multiplica por el factor de amplificación. Esto calcula el voltaje de salida (U out).
Cuando se aumenta el factor de amplificación (por ejemplo a 100), verá que con un aumento mínimo en U in, la U out aumenta muy rápidamente. Nunca olvide que el voltaje de salida del amplificador operacional inventado es negativo.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Amplificador operacional no inventivo:
Compare el amplificador operacional no inventor con el amplificador operacional inventivo. La diferencia es, como sugiere el nombre, que este amplificador operacional no inventa (invierte) el voltaje. Por tanto, la tensión de salida es positiva. Realizamos el siguiente cálculo de forma sencilla, multiplicando el factor de amplificación A por la tensión de entrada.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Diferencia / Amplificador Diferencial:
El amplificador diferencial/diferencial compara las 2 señales de entrada (U en 1 y U en 2) y luego las amplifica. La siguiente figura compara los voltajes U en 1 y U en 2. Estos son 2 y 4 voltios. La diferencia entre estos es de 2 Voltios. Esto se ve amplificado por el factor de ganancia, que depende de los valores de resistencia R1 y R2:
U en 1 = 2 Voltios
U en 2 = 4 Voltios
R1 = 10kΩ
R2 = 20kΩ
R3 = 10kΩ
R4 = 20kΩ
Sumador de inventario:
El cálculo del sumador inventado se puede realizar de dos formas. La forma más sencilla es si las resistencias R2, R1 y R2 tienen todos los mismos valores de resistencia que en el ejemplo (vía 3). Si estas resistencias no son iguales entre sí (por ejemplo, R2 tiene un valor diferente que R1 y R2), entonces se debe utilizar el método 3:
U en 1 = 0,1 Voltios
U en 2 = 0,2 Voltios
U en 3 = 0,3 Voltios
R1 = 2,5kΩ
R2 = 2,5kΩ
R3 = 2,5kΩ
R4 = 10kΩ
Camino 1 (R1, R2 y R3 no son iguales)
Camino 2 (R1, R2 y R3 son iguales)
