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ORLANDO ARCILA MONTOYAFacultad de Minas

1

Departamento de EnergíaEléctrica y Automática

Electrónica Análoga I

Profesor

Orlando Arcila Montoya


2

Ejercicio: determinar V0 en función de Va Vb y Vc


3

Sumador operacional sumador

Time

0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0msV(Vc:+) V(Va:+) V(Vb:+) V(U1:OUT)

-8.0V

-4.0V

0V

4.0V

8.0V


4

Amplificador operacional sumador

Time


-3.0V

-2.0V

-1.0V

-0.0V

1.0V

2.0V

3.0V


5

Ejercicio: diseñar un circuito donde V0 = 0

Time


-1.5V

-1.0V

-0.5V

-0.0V

0.5V

1.0V

1.5V


6

Aplicaciones del amplificador operacional

V/2


7

121

20 V-V*

RRV

2b1a RR RR

Ganancia

En este caso tenemos un Controlador Proporcional

El diagrama de bloques de este controlador con ganancia Kp

V2 +

-V1

V0Σ1

2p R

RK

1

2p R

RK



8

Restador con R1 ≠ Ra y R2 ≠ RbVin1 y Vin2 de la misma polaridad

Time

0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms 6ms 7ms 8ms 9ms 10msV(Vin1:+) V(Vin2:+) V(U1:OUT)

-2.0V

-1.0V

0V

1.0V

2.0V


9 Time


-2.0V

-1.0V

0V

1.0V

2.0V

Restador con R1 = Ra y R2 = RbVin1 y Vin2 de la misma polaridad


10 Time


-2.0V

-1.0V

0V

1.0V

2.0V

Restador con R1 ≠ Ra y R2 ≠ RbV1 y V2 polaridades opuestas


11

21

10

/i RR

R*VV

21

1

RRRβ

Avo real para el 741 200,000

V´i = Señal de realimentación

Relacionemos: V0 salidaVi entrada

Mediante el divisor de voltaje

β bloque de realimentación

Análisis del AO en diagrama de bloques, no inversora

Avo V0 Va

V/i

Vi

Σ AVO

β

+

-

V0 Vi

V/i

Va

βV0


12

• Relaciona funciones dependientes del tiempo con funciones dependientes de unavariable compleja.

• Tiene varias ventajas entre las que destaca la simplificación de cálculos.

L f t F s f t e dtst

0

L e e e dt e dts

es

t t st s t s t

0

1

0

1

0

11

11

• Normalmente no necesitaremos resolver la integral, bastará con consultar lastablas.

Ejemplo: La transformada de f(t)=e-t será:

Transformada de LAPLACE


13

ase

snt

t

st

t

at

nn

1

!

11

1

1

s1

2

2 2

2 2

2 2

2 2

1

sen

cos

sen

cos

!

at

at

n atn

ts

sts

e ts a

s ae ts a

nt es a

Tabla reducida de transformadas de LAPLACE


14

Trabajando en el dominio de la frecuencia


15

Laplace

1

2

i

0

RR

VV

sZsZ

VV

1

2

i

0

sLLsC1C

RR

Por comodidad usaremos C, con L simplemente se nos hace mas engorroso el manejo de las ecuaciones pero es idéntico

despejando V0

Para continuar a análisis pasemos al dominio del tiempo, transformada inversa de Laplace

sRC1

RCs1

VV

i

0

i0 VsRC

1V

Trabajando en el dominio de la frecuencia


16Controlador integral, muy común en control ANÁLOGO

dttVRC1tV i0Tenemos una integral

Constante de Integración

Tiempo de acción Integral

RC1Ki

ni

tRCK1

Trabajando en el dominio del tiempo


17

Integrador no compensado


18 Time

1.0000s 1.0005s 1.0010s 1.0015s 1.0020s 1.0025s 1.0030s 1.0035s 1.0040sV(U1:OUT) V(Vin:+)

-4V

0V

4V

8V

12V

tn = 0.1mSPW = 1mSV1 = 1.5V2 = - 1.5

Integrador no compensado


19 Time


-1.5V

-1.0V

-0.5V

0V

0.5V

1.0V

1.5V

Inversor Saturado

La simple configuración no garantiza la integral


20 Time


-12V

-8V

-4V

0V

4V

8V

12V

La simple configuración no garantiza la integral


21

Integrador compensado


22


Time


-8.0V

-4.0V

0V

4.0V

8.0V

tn = 0.1mSPW = 1mSV1 = 1.5V2 = - 1.5


23


Time


-1.5V

-1.0V

-0.5V

0V

0.5V

1.0V

1.5V

tn = 1mSPW = 1mSV1 = 1.5V2 = - 1.5


24 Time


-1.5V

-1.0V

-0.5V

0V

0.5V

1.0V

1.5V

tn = 10mSPW = 1mSV1 = 1.5V2 = - 1.5



25

Intercambiando R y C, analizando en el dominio de la frecuencia


26

sC1R

sVsV

i

0 sRCsVsV

i

0

dt

tdVRCtV i0 Este es un

Derivador

Ahora vamos al dominio del tiempo

Intercambiando R y C, analizando en el dominio de la frecuencia


27

Derivador (diferenciador) con señal de entrada onda cuadrada

Time

1.0000s 1.0005s 1.0010s 1.0015s 1.0020s 1.0025s 1.0030s 1.0035s 1.0040sV(Vin:+) V(U1:OUT)

-2.0V

-1.0V

0V

1.0V

2.0V


28

Derivador (diferenciador) con señal de entrada seno

Time

6ms 7ms 8ms 9ms 10ms 11ms 12ms 13ms 14msV(Vin:+) V(U1:OUT)

-2.0V

-1.0V

0V

1.0V

2.0V


29 Time

6ms 7ms 8ms 9ms 10ms 11ms 12ms 13ms 14msV(Vin:+) V(U1:OUT)

-12V

-8V

-4V

0V

4V

8V

12V

Derivador (diferenciador) con señal de entrada seno

Nuevamente la configuración no garantiza la derivada


30

Control análogo y control digital

A nivel Industrial.

Medicina

Electromedicina



31

Bibliografía

COUGHLIN, Robert F. Frederick F. Driscoll. Amplificadoresoperacionales y circuitos integrados lineales. Pearson – PrenticeHall, quinta edición. p. 44 - 81.

RASHID, Muhammad H. Circuitos Microelectrónicos análisis ydiseño. International Thomson Editores, 2000. p. 279 – 289, 291 -295.

FLOYD, Thomas L. Dispositivos Electrónicos. Limusa – NoriegaEditores, 2004. p. 708 – 721.

BOYLESTAD, Robert L. y Louis Nashelsky. Electrónica: Teoría deCircuitos. Pearson Prentice Hall, 1997. p. 640 – 643.

MALIK, Norbert R. Circuitos Electrónicos análisis, simulación ydiseño. Prentice Hall, 1998. p. 76 – 78, 82.

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