Amplificador operacional diferencial

El ancho de banda un amplificador es la distancia entre las frecuencias de corte.
La realimentación es un mecanismo de control en el que la señal de salida se redirige a la entrada para regular el comp. Del sistema.

Restricción del punto suma:

En un circuito con realimentación negativa, la red de realimentación devuelve una fracción de la salida al terminal de entrada inversor, forzando a que la tensión diferencial de entrada se aproxime a cero

. Slew-Rate

Representa la incapacidad de un amplificador para seguir variaciones rápidas de la señal de entrada. Se le define como la máxima tasa de cambio en el voltaje de salida cuando el voltaje de entrada cambia (Tiempo de respuesta del AO).

Rail-to-Rail:

un AO que consigue amplificar en todo el rango se dice que presentan estas carácterísticas.

Corriente de polarización:

Una de las limitaciones prácticas del AO es que la corriente de entrada no es exactamente igual a cero, como se supone en la regla de corriente. (80nA) Si se añade una resistencia R en serie con la entrada no inversora del amplificador operacional, como se muestra en la figura, no se producen cambios en la ganancia del amplificador y se anulan los efectos de las fuentes.

Etapas de un AO: 1

Etapa amplificadora de entrada y salida diferencial. Define las carácterísticas de entrada del AO. Suelen ser amplificadores diferenciales basados en BJT o FET.
2. Etapa entrada diferencial y salida asimétrica: aumenta la ganancia diferencial y adapta los niveles de continua para acoplar la salida a la siguiente etapa
3. Etapa intermedia: Provee ganancia de potencia y adapta los niveles de continua. Además, limita el ancho de banda total del amplificador en bucle abierto que garantiza su estabilidad. Suele consistir en un amplificador en emisor común.

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Etapa de salida: Se utilizan amplificadores de corriente que disminuye la impedancia de salida para alimentar cargas relativamente bajas con protección contra sobre-corriente. Configuración típica: Push-Pull de salida (transistores complementarios).

Espejo de corriente:

Funciona como una fuente de corriente: proporciona una intensidad constante e independiente de la carga que se conecte. Sirven para polarizar otros transistores.

Corrección del offset:

Una forma de reducir el offset consiste en acoplar en cascada una segunda etapa formada por un seguidor emisor PNP.

Transistor Darlington:

Una conexión Darlington es una conexión de dos transistores cuya ganancia de corriente total es igual al producto de las ganancias de corrientes individuales.

AO DE POTENCIA:

Clase A: transis de salida simple – 360º completos del ciclo de la forma de onda de entrada EF 50%. Clase B: AO con dos transis de salida, cada uno un semiciclo, alternando entre pos/neg. Push-Pull EF 75%. Clase AB: clase pero entre 180º/360º conducen pueden ayudarse de diodos/resis u otros elementos.

Realimentación: Ventajas:

estabilización de la ganancia A de amplificadores y compensación por la dispersión de los componentes. Reducción de la distorsión no lineal y el ruido. Aumento del ancho de banda útil. Mejora en cada caso de la impedancia de entrada y reducción de la impedancia de salida.

Incovenientes:

Reducción de la ganancia. Mayor dificultad de diseño. Ambos se alivian haciendo uso de AO comerciales.

CMRR (common-mode rejection ratio):

relación de rechazo en modo común, se define como la rel. Entre la ganancia en modo diferencial y la ganancia en modo común e indica la capacidad del amplificador para cancelar con precisión voltajes comunes en ambas entradas.

Schmitt-Trigger:

el circuito presenta una histéresis, los umbrales de conmutación para una entrada crec/decrec son diferentes. Por la histéresis, el ruido de la señal no provoca múltiples transiciones no deseadas en la salida.

Histéresis:

tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generado. VH=Vh1-Vh2=(R1/R2)*[Vsat+-Vsat-].

Criterio de Barkhausen:

cuando AB=1 -> Xout puede ser distinto de cero incluso cuando la señal de entrada Xin es cero.

Oscilador:

es un circuito que produce una forma de onda periódica en su salida con solo el voltaje de alimentación de DC.

Tipos de Filtros: Butterwoth:

Optimizado para producir una respuesta plana en la banda de paso. Tiene la desventaja de poseer una “rodilla” menos abrupta en la transición además de una respuesta en fase menos ideal. El ejercicio de la diapositiva D53 es un filtro Butterworth cuando Q = 0,707. Ø Chebychev:
Consigue una transición más rápida de banda de paso a banda de rechazo con la contra de producir mayores amortiguaciones en la banda de paso. La respuesta de fase es deficiente y puede producir serias distorsiones con formas de ondas de pulso.

Bessel:

Optimizado para producir una respuesta lineal de fase. La rodilla es más suave que las anteriores pero es ideal para señales con formas de onda de pulso.