Preinforme lab eln4 (1)

UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
CHILE ELÉCTRICA
Pre-informe Laboratorio
de Electrónica
Laboratorio 04: Procesamiento de señales
con Amplificadores Operacionales.
Integrantes: Jaime Salazar V.
Rodrigo Ulloa G.
Profesor: Pablo Aqueveque N.
Fecha: 08 de Diciembre de 2011

Laboratorio de Electrónica Página 2
Observaciones

1. Índice Página
1. Índice……………………………………………………………………………………….. 3
2. Introducción……………………………………………………………………………….... 4
3. Listado de materiales y/o equipos…………………………………………………………... 4
4. Descripción de actividades……………………………………………………….………….5
 Proposición de circuitos y set-up de instrumentos requeridos para la medición y
compensación del voltaje offset de entrada de un Amplificador Operacional real... 5
 Implementación un comparador simple sin histéresis basado en un amplificador
operacional que verifique las condiciones dadas…………...…………...……..……. 8
 Diseñar los siguientes amplificadores operacionales
 Amplificador inversor con ganancia de -4………………………………..… 11
 Amplificador no inversor con ganancia de 5………………………………. 14
 Amplificador diferencial con ganancia de 1……………………………….. 16
 Diseño y montaje de filtro activo pasa bajo.……………………..…..................... 19
 Diseño y montaje de filtro activo pasabanda ………………….…………………. 25
5. Investigación……………….…………………………………………………….….……… 29
6. Pauta de evaluación………………………………………………………………………… 31

2. Introducción.
En el presente Laboratorio, se desarrolla lo investigado con respecto al diseño,
implementación y análisis de señales, utilizando Amplificadores Operacionales. En especial
se trabajará con amplificadores tipo inversor, no inversor y diferencial. Y su aplicación en
filtros activos.
Además, se complementan con los cálculos de los valores óhmicos de potenciómetros y
resistencias y, los valores capacitivos de los condensadores a utilizar.
Finalmente, se definen cada una de sus características y se detallan paso a paso cada
una de sus partes e instrumentos ah utilizar, todo esto complementado con un software de
apoyo, Multisim®.
3. Listado de materiales y/o equipos.
Tabla 1a. Listado de Equipos utilizados en el presente Laboratorio.
Cantidad Símbolo Nombre Tolerancia Función
1 XSC1 Osciloscopio EZ OS-5020/5020C Visualización
de las formas
de onda.
1 V1,
Valim1
Generador de Funciones Generar
distintas
formas de onda
pedidas.
1 V1,V2,V3,
Va , Vb
Fuente DC variable 10% Fuente de
tensión
constante.
1 U2 741 Amplificador Operacional LM741 Circuito
Electrónico.
Tabla 1b. Listado de Instrumentos utilizados en el presente Laboratorio.
Cantidad Símbolo Nombre
2 Multímetro Digital Multimeter 37XR
Tabla 1c. Listado de materiales utilizados en el presente Laboratorio.
Cantidad Símbolo Nombre Tolerancia Material
4 R11,R22,Rled, Ra Resistencia 1 [kΩ] / 0.25 W 5%
1 Rl Resistencia 100 [kΩ] / 0.25 W
1 R1 Resistencia 6 [kΩ] / 0.25 W
2 R4, R6 Resistencia 80 [kΩ] / 0.25 W 5%
1 R3 Resistencia 8 [kΩ] / 0.25 W 5%
4 Rof, Rf, R5, R9 Potenciómetro 10 [kΩ] 10%
2 R2, Rf2, Rf3 Resistencia 4 [kΩ] / 0.25 W
1 R7 Resistencia 20 [kΩ] / 0.25 W 5%
1 R8 Resistencia 1,6 [MΩ] / 0.25 W 5%
1 C2 Condensador 1 [nF] 10% Cerámica
1 C1 Condensador 0,39 [nF] 10% Cerámica

4. Descripción de actividades.
 Proponer los circuitos y el set-up de instrumentos requeridos para la medición y
compensación del voltaje offset de entrada (Vio) de un amplificador operacional.
Se comienza proponiendo el circuito y set-up para la medición del voltaje offset de
entrada, Vio. Para esto, se trabajará en base al circuito amplificador no inversor sencillo.
Se debe recalcar que a la salida del amplificador operacional, aparecerá una pequeña
tensión independiente de la alimentación. Por lo que, si el voltaje de entrada es nulo, el
voltaje de salida no lo será debido a la ganancia de tensión de la configuración propuesta y
del ruido electromagnético presente en este tipo de dispositivos. El set-up del circuito a
conectar en el presente Laboratorio se presenta en la figura 1.
Por otro lado, para la compensación del voltaje offset, se conecta entre los pines 1 y
5 declarados como offset null, un potenciómetro cuyo valor óhmico es elevado en
comparación con el de la resistencia conectada a la entrada negativa y cuyo valor óhmico se
tendrá que ir variando a medida que varíe la temperatura y punto de operación del
amplificador y cuyo ajuste se conecta a la entrada positiva Vcc (Pin 4).
Finalmente, el circuito completo se presenta en la figura 2 y las formas de tensión
de entrada y salida, visualizadas mediante un osciloscopio análogo (XSC1) se muestra en la
figura 3. En la figura 4, se dibujarán las formas de onda obtenidas en el Laboratorio.
Para obtener los valores de las respectivas resistencias del circuito de las figuras 1 y
2, se deben tener en cuenta las siguientes ecuaciones propuestas según del tipo de
configuración elegida.
𝐴 𝑣 = 1 +
𝑅 𝑓
𝑅 𝑎
(1)
𝑉𝑖𝑜 = 𝐴 𝑣 · 𝑉+
− 𝑉−
(2)
Figura 1. Medición del voltaje offset de entrada, Vio.
U2
741
3
2
4
7
6
51
V1
12 V
V2
12 V
Ra
1kΩ
Rl
100kΩ
Rf
10kΩ

En donde, considerando la ecuación 1, se eligió una ganancia de 10. Por lo que los
valores óhmicos se adecuaron para cumplir con aquello. Notar que además se alimentó con
un voltaje Vcc de ±12 [V], según el rango extraído en el datasheet y se conectará una
resistencia de carga de 100 [kΩ]. Luego:
𝐴 𝑣 = 1 +
10 [𝑘Ω]
1 [𝑘Ω]
= 11
Por lo que reemplazando en la ecuación 2, se determina el valor de Vio.
Figura 2. Circuito completo para la medición y compensación del voltaje offset de entrada
Vio.
El procedimiento se continuará conectando una resistencia de 10[kΩ] entre los pines
que aseguren el voltaje offset nulo, como se detalló anteriormente. Los valores simulados
se presentan en la tabla 2 y, en la tabla 3, se tabularán los datos obtenidos en el Laboratorio.
Tabla 2. Valores simulados para la medición y compensación de voltaje offset de
entrada, Vio.
Parámetro Valor
Vio -1.031 [mV]
Vout -10.776 [mV]
Iout -0.1078 [uA]
V+
12 [V]
V-
-12 [V]
Av 10.5
Se debe hacer notar que el valor típico dado por el fabricante para el voltaje offset
de entrada es de 2 [mV]. Además, para las simulaciones este valor es invariante, pero en
U2
741
3
2
4
7
6
51
V1
12 V
V2
12 V
Ra
1kΩ
Rl
100kΩ
Rof
10kΩ
Key=A
100%
Rf
10kΩ

forma práctica se deberá tener la precaución de ir variando el potenciómetro de manera de
obtener siempre un valor de offset nulo.
Tabla 3. Valores prácticos para la medición y compensación de voltaje offset de
entrada, Vio.
Parámetro Valor
Vio
Vout
Iout
V+
V-
Av
Figura 3. Señales de voltaje a la entrada y salida, del amplificador, simuladas.

Figura 4. Señales de voltaje a la entrada y salida, del amplificador, prácticas.
 Implementar un comparador simple sin histéresis basado en un amplificador
operacional que verifique las siguientes condiciones: Vi < 4 [V] → LED ON y Vi > 4 [V]
→ LED OFF. Considerar V+
= 10 [V] y V-
= 0 [V]. Medir y tabular la tensión DC de
salida en cada caso y comentar.
En el presente circuito se desea implementar un comparador simple sin histéresis,
por lo tanto a partir de la figura 5, se extraen las ecuaciones del diseño. Tomando en
consideración las siguientes condiciones.
I. Voltaje de referencia. Vref = 4 [V].
II. Voltaje en el pin 4. V-
= 0 [V].
III. Voltaje en el pin 7. V+
= 10 [V].
IV. Parámetros del Led. VLed = 1.83 [V]. ILed = 20 [mA].
A continuación, se determinan los valores de las resistencias a conectar.
𝑉𝑟𝑒𝑓 = 𝑉𝑐𝑐 ·
𝑅1
𝑅1+𝑅2
(3)
4 𝑉 = 10[𝑉] ·
𝑅1
𝑅1+𝑅2

En donde se eligió una resistencia R1 de 2 [kΩ]. Por lo tanto:
4 𝑉 = 10[𝑉] ·
2 [kΩ]
2 [kΩ] + 𝑅2
𝑅2 = 3[kΩ]
Se finaliza determinando la resistencia en serie con el diodo Led, tomando en
consideración un 40% de su corriente nominal, por razones de seguridad.
𝑅 𝐿𝑒𝑑 =
𝑉𝑐𝑐 −𝑉 𝐿𝑒𝑑
0.4 ·𝐼 𝐿𝑒𝑑
(4)
𝑅 𝐿𝑒𝑑 =
10 𝑉 − 1.83[𝑉]
0.4 ·20 [𝑚𝐴]
𝑅 𝐿𝑒𝑑 ≈ 1.0 [𝑘Ω]
Luego, en la figura 5, se presenta el esquema a conectar en forma práctica para
posteriormente visualizar los rangos de señal de entrada de voltaje mayor e inferior al de
referencia. De la cual se extraen los valores tabulados en la tabla 5.
Posteriormente, en la figura 6, se presentan las formas de onda de entrada y salida.
Y en la figura 7, las obtenidas en el Laboratorio.
Figura 5. Comparador simple sin histéresis basado en amplificador operacional.
Luego, se tabulan los datos simulados y los que se obtendrán en forma práctica en el
Laboratorio.
R1
6kΩ
R2
4.00kΩ
Rl
100kΩ
Vcc
10 V
Rof
10kΩ
Key=A
100%
LED1
Rled
1kΩ
U2
741
3
2
4
7
6
51
Valim1
4 Vrms
50 Hz
0°

Tabla 4. Valores simulados para el comparador simple sin histéresis basado en A.O
Parámetro Valor
Valim 4.00 [Vrms]
Vout 4.62 [Vrms]
V+
10.0 [V]
V-
0.00 [V]
Tabla 5. Valores prácticos para el comparador simple sin histéresis basado en A.O
Parámetro Valor
Valim
Vout
V+
V-
Figura 6. Señal de tensión de alimentación y del diodo Led, simuladas.

Figura 7. Señal de tensión de alimentación y del diodo Led, prácticas.
 Considerando V+
= 12 [V] y V-
= -12 [V]. Diseñar los siguientes amplificadores
lineales y visualizar las formas de onda en cada componente y compruebe el correcto
funcionamiento de cada circuito. Mida y tabule las señales de entrada y salida.
- Amplificador inversor: Av = -4.
Este tipo de configuración tiene la característica de amplificar e invertir la señal de
salida, o sea, desfasarla 180° con respecto a la de entrada. Su ganancia está dada por la
ecuación 3. Por lo que se reemplaza en ella con un valor de resistencia de entrada Ra de 1
[kΩ], luego.
𝐴 𝑣 = −
𝑅 𝑓
𝑅 𝑎
(3)
−4 = −
𝑅 𝑓
1 [kΩ]
𝑅𝑓2 = 4 [kΩ]
Luego, se presenta, en la figura 8, el circuito a conectar. Y posteriormente, se
tabulan los datos extraídos de la presente configuración en la tabla 6 y en la tabla 7 los
datos prácticos.

Figura 8. Configuración para el Amplificador inversor.
Tabla 6. Valores simulados para el Amplificador inversor simple.
Parámetro Valor
Valim 100.00 [mV]
fentrada 1.0 [kHz]
V Peak-alim 140.34 [mV]
V Peak-carga 567.12 [mV]
V+
12.0 [V]
V-
-12.00 [V]
Av 4.041
Tabla 7. Valores prácticos para el Amplificador inversor simple.
Parámetro Valor
Valim
fentrada
V Peak-alim
V Peak-carga
V+
V-
Av
U2
741
3
2
4
7
6
51
Rf2
4kΩ
V1
12 V
V2
12 V
Ra
1kΩ
V3
100mVrms
1kHz
0°
Rl
100kΩ
Rof
10kΩ
Key=A
100%

En las figuras 9 y 10, se presentan las señales de entrada y salida del amplificador
inversor simple, obtenidas a partir de la simulación y en forma práctica, respectivamente.
Figura 9. Señal de tensión de alimentación y de la carga, forma simulada.
Figura 10. Señal de tensión de alimentación y de la carga, forma práctica.

- Amplificador no inversor: Av = +5.
Este tipo de configuración solamente tiene la característica de amplificar la señal de
salida. Su ganancia está dada por la ecuación 1. Por lo que se reemplaza en ella con un
valor de resistencia de entrada Ra de 1 [kΩ], luego.
𝐴 𝑣 = 1 +
𝑅𝑓
𝑅 𝑎
+5 = 1 +
𝑅𝑓
1 [kΩ]
𝑅𝑓2 = 4 [kΩ]
Notar que corresponden a las mismas resistencias del circuito anterior. Luego, se
presenta, en la figura 11, el circuito a conectar. Y posteriormente, se tabulan los datos
extraídos de la presente configuración en la tabla 8 y en la tabla 9 los datos prácticos.
En las figuras 12 y 13, se presentan las señales de entrada y salida obtenidas a partir
de la simulación y en forma práctica, respectivamente.
Figura 11. Configuración para el Amplificador no inversor.
U2
741
3
2
4
7
6
51
Rf3
4kΩ
V1
12 V
V2
12 V
Ra
1kΩ
V3
100mVrms
1kHz
0°
Rl
100kΩ
Rof
10kΩ
Key=A
100%

Tabla 8. Valores simulados para el Amplificador no inversor simple.
Parámetro Valor
Valim 100.00 [mV]
fentrada 1.0 [kHz]
V Peak-alim 712.143 [mV]
V Peak-carga 141.344 [mV]
V+
12.0 [V]
V-
-12.00 [V]
Av 5.038
Tabla 9. Valores prácticos para el Amplificador no inversor simple.
Parámetro Valor
Valim
fEntrada
V Peak-alim
V Peak-carga
V+
V-
Av
Figura 12. Señal de tensión de alimentación y de la carga, forma simulada. Para
configuración no inversora.

Figura 13. Señal de tensión de alimentación y de la carga, forma práctica. Para
configuración no inversora.
- Amplificador diferencial: Av = 1.
En este tipo de configuración se tienen dos señales entradas. De las cuales, se
obtiene una diferencia de ellas en la señal de salida. Luego, se extrae la ecuación 4, a partir
de la configuración planteada. Por lo que se solo basta reemplazar en ella los valores de
resistencia seleccionados por criterios de diseño.
𝑉𝑜 =
𝑅1+𝑅2
𝑅1
𝑅4
𝑅3+𝑅4
· 𝑉2 −
𝑅2
𝑅1
· 𝑉1 (4)
Además, para simplificar los cálculos, se elige.
𝑅2 = 𝑅4
𝑅1 = 𝑅3
Por lo que al reemplazar en la ecuación 4. Se obtiene.
𝑉𝑜 =
𝑅1 + 𝑅2
𝑅1
𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
· 𝑉2 −
𝑅2
𝑅1
· 𝑉1
𝑉𝑜 =
𝑅2
𝑅1
· 𝑉2 − 𝑉1 (5)

Luego, se alimentará con una tensión constante por la entrada inversora de 2 [Vdc]
y por la entrada no inversora de 5 [Vdc], al reemplazar en la ecuación 5, se obtiene.
𝑉𝑜 =
𝑅2
𝑅1
· 5 −
𝑅2
𝑅1
· 2
𝑉𝑜 =
𝑅2
𝑅1
· 3
Por lo que, para obtener una ganancia unitaria, se debe añadir que 𝑅1 = 𝑅2.
Seleccionando además un valor óhmico para esas resistencias de 1 [kΩ] se obtiene el
circuito presentado en la figura 14.
Figura 14. Configuración para el Amplificador diferencial.
Tabla 10. Valores simulados para el Amplificador diferencial.
Parámetro Valor
Va 5.000 [Vdc]
Vb 2.000 [Vdc]
V Carga 3.002 [V]
V+
12.00 [V]
V-
-12.00 [V]
Av 1.0007
U2
741
3
2
4
7
6
51
Vb
2 V
Va
5 V
R1
1kΩ
R3
1kΩ
R2
1kΩ
R4
1kΩ
V1
12 V
V2
12 V
Rl
100kΩ
Rof
10kΩ
Key=A
100%

Tabla 11. Valores prácticos para el Amplificador diferencial.
Parámetro Valor
Va
Vb
V Carga
V+
V-
Av
Figura 15. Señal de tensión de alimentación y de la carga, forma simulada. Para
configuración diferencial.

Figura 16. Señal de tensión de alimentación y de la carga, forma práctica. Para
configuración diferencial.
 Diseñar e implementar un filtro activo pasabajo RC con una ganancia de voltaje
DC AV=-10 y una frecuencia de corte de 5 [kHz]. Considere V+
= 12[V] y V-
= -12[V].
verifique la ganancia DC. Evaluar la respuesta en frecuencia del circuito para una señal
sinusoidal de 500[mV] de entrada. Mida y tabule las distintas señales de entrada y
salida. Repida las mediciones para una señal cuadrada. Comente.
Para diseñar el filtro activo pasa bajo se debe considerar el circuito de la figura 17.
Figura 17. Circuito a implementar para diseño de filtro activo pasabajo.

La ganancia del circuito de la figura 17 está dada por la ecuación 6.
𝐴 𝑉 = −
𝑅4
𝑅3
(6)
Luego, sabiendo que el valor de la ganancia DC es -10, y eligiendo arbitrariamente
el valor de R3= 8 [kΩ], se tiene que el valor de R4= 80 [kΩ].
A partir de la función de transferencia (ecuación 7) se deduce que la capacitancia a
utilizar en el circuito amplificador se obtiene a partir de la ecuación 8.
𝐻 𝑠 = −
𝑅4
𝑅3
∗
1
𝑅4𝐶𝑠+1
(7)
𝐶 =
1
2𝜋𝑅4𝑓𝑐
(8)
𝐶1 = 0.39 𝑛𝐹
Para simular se considera la corrección del offset que mediante un potenciómetro
(R5) de 10 [kΩ]. El circuito a implementar se muestra en la figura 18.
Figura 18. Circuito simulado en Multisim para amplificador inversor filtro
pasabajo.
U1
741
3
2
4
7
6
51
R3
8.0kΩ
5%
R4
80kΩ
5%
V2
12 V
V3
12 V
R5
10kΩ
Key=A
50%
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_ + _
C1
390pF
10%
XBP1
IN OUT
V1
0.5 V

Las señales obtenidas del osciloscopio del simulador se muestran en la figura 19. A
partir de la figura 19 se puede observar que la razón entre los valores de salida y entrada es
Av= -9,966, cuyo valor es bastante aceptable para efectos prácticos de simulación.
Tabla 12. Comprobación ganancia DC circuito amplificador de la figura 18.
Variable Valor simulado Valor experimental
Voltaje de entrada [mV] 500
Voltaje de salida [V] -4,983
Av -9,966
Figura 19. Simulación de amplificador inversor para comprobar ganancia DC.
Figura 20. Formas de ondas obtenidas experimentalmente para comprobar ganancia DC.

Al agregar una fuente AC a la entrada, como señal a amplificar se tiene que el
circuito a implementar es el mostrado en la figura 21.
Figura 21. Circuito implementado para amplificar señal sinusoidal 0,5 [V]/2 [kHz].
Figura 22. Resultado simulación para señal de entrada de 0,5 [V]/2 [kHz].
U1
741
3
2
4
7
6
51
R3
8.0kΩ
5%
R4
80kΩ
5%
V2
12 V
V3
12 V
R5
10kΩ
Key=A
50%
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_ + _
C1
390pF
10%
XBP1
IN OUT
XFG1

Figura 23. Formas de onda obtenidas al implementar circuito de figura 21.
Tabla 13. Valores obtenidos de la amplificación de una señal sinusoidal de tensión
0,5 [V]/ 2[kHz].
Variable Valor simulado Valor práctico
Voltaje de entrada [mV] 500
Voltaje de salida [V] -4,625
Av -9.25
Figura 24. Diagrama de bode del filtro activo pasabajo.

A partir de la figura 24 se observa que en la frecuencia de corte de 5 [kHz] se tiene
una caída de 3,116 dB, un valor aceptable considerando que la caída debió ser de 3 dB.
Tabla 14. Frecuencia de corte superior.
Variable Valor Simulación Valor real
Frecuencia de corte
superior
5 [kHz]
Finalmente se simula para una señal cuadrada de 500 [mV]/2 [kHz], y los resultados
se muestran en la figura 25
.
Figura 25. Simulación para señal de entrada cuadrada.
Tabla 14. Valores obtenidos de la amplificación de una señal cuadrada de tensión
0,5 [V]/ 2[kHz].
Variable Valor simulado Valor práctico
Voltaje de entrada [mV] -500
Voltaje de salida [V] 5,01
Av 10,02
Al simular una señal cuadrada, se observa el efecto de los capacitores que requieren
cargarse para poder llegar al valor de tensión máxima en la salida, ello implica que existirá
un tiempo de subida y un tiempo de bajada para descargarse respectivamente.

 Diseñar y montar un filtro activo pasabanda angosta de 2 polos sintonizado en 1
[kHz], con una ganancia de voltaje Av = -10 y un factor de calidad Q = 5, para una
banda B = 200 [Hz]. Considere V+ = 12 [V] y V- = -12 [V]. Evaluar la respuesta en
frecuencia del circuito para una señal sinusoidal de 100 [mV] de entrada. Mida y tabule
las distintas señales de entrada y salida. Comente.
Para diseñar este circuito, se debe considerar el diagrama de la figura 26.
Figura 26. Circuito amplificador filtro pasabanda.
Para obtener los valores de los dispositivos a utilizar se consideraron las siguientes
ecuaciones:
𝑅6 =
𝑄
𝐺 ∗2𝜋𝑓∗𝐶2
(9)
𝑅7 =
𝑄
2∗𝑄2− 𝐺 ∗2𝜋𝑓∗𝐶2
(10)
𝑅8 =
𝑄
𝜋𝑓∗𝐶2
(11)
El ancho de banda de 200 [Hz] está dado por el factor de calidad Q, el cual
contempla la frecuencia de sintonización de 1 [kHz], y el ancho de banda.
𝑄 =
𝑓
𝑓𝐻−𝑓𝐿
(12)
Escogiendo C2= 1 [nF], se pueden obtener los valores de las resistencias a ocupar
en el circuito amplificador, siendo:
𝑅6 = 79,56 𝑘𝛺 ≈ 80 𝑘𝛺

𝑅7 = 19,88 𝑘𝛺 ≈ 20 𝑘𝛺
𝑅8 = 1591,2 𝑘𝛺 ≈ 1,6 𝑀𝛺
El circuito simulado también contempla la eliminación del osffset que presenta el
amplificador operacional, luego, el circuito simulado se muestra en la figura 27.
Figura 27. Circuito amplificador pasabanda.
Al evaluar el amplificador con una señal de entrada sinusoidal de 100 [mV]/1[kHz],
se obtienen las formas de onda desfasadas 180°. La figura 28 muestra los resultados de la
simulación del circuito de la figura 27. La señal de salida presenta un offset, que no fue
posible eliminar mediante el potenciómetro de 10 [kΩ], pero que en laboratorio debiera
poder eliminarse.
C1
0.001µF
10%
C2
0.001µF
10%
R8
1600kΩ
5%
R6
80kΩ
5%
R7
20kΩ
5%
V2
12 V
V3
12 V
R9
10kΩ
Key=A
50%
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_ + _
XBP1
IN OUT
V1
0.1 Vpk
1kHz
0°
U1
741
3
2
4
7
6
51

Figura 28. Señales de entrada/salida para filtro activo pasabanda, donde la señal de
entrada corresponda a una sinusoidal de 100[mV]/1[kHz].
La figura que se obtendrá del osciloscopio se muestra en la figura 29.
Figura 29. Señales de entrada/salida para filtro activo pasabanda obtenidas del
osciloscopio.

Tabla 15. Valores obtenidos de filtro activo pasabanda.
Variable Valor simulación Valor experimental
Vin [mV] 100
Vout [V] -0,985
Av -9,85
Finalmente la respuesta en frecuencia para la amplitud se muestra en la figura 30.
Figura 30. Diagrama de bode para filtro pasabanda.
A partir de la figura 30 se puede observar que la amplitud máxima no es 20 dB, es
19,888 dB, esto se debe a que las resistencias y los capacitores usados para simular fueron
aproximados al valor más cercano que pudiera estar en pañol, pero de todas formas es un
valor bastante aceptable.

5. Investigación
1.- ¿Qué es la relación de rechazo en modo común (CMRR) y el slew rate (SR) en un
Amplificador Operacional real?
 Razón de rechazo en modo común (CMRR).
Un amplificador operacional es un amplificador diferencial, que genera una salida
función de las diferencias de las entradas, y no del valor absoluto que tiene cada una de
ellas. Los amplificadores operacionales satisfacen esta característica en gran medida pero
no exactamente. En este apartado se caracteriza el comportamiento real en este aspecto los
amplificadores operacionales, y se evalúa el efecto que tiene en la respuesta.
Dado que el comportamiento de los amplificadores operacionales es muy
aproximadamente diferencial, conviene formular su característica de transferencia
utilizando los conceptos de señal de entrada y ganancia diferencial y de señal de entrada
y ganancia en modo común.
Bajo esta nomenclatura la ganancia en modo común Ac representa la diferencia de
un amplificador diferencial respecto de su comportamiento ideal. Si Ac=0 el amplificador
diferencial es ideal.

La razón de rechazo en modo común (CMRR) es la relación entre la ganancia
diferencial y la ganancia en modo común del amplificador diferencial.
𝐶𝑀𝑅𝑅 =
𝐴𝑑
𝐴𝑐
↔ 𝐶𝑀𝑅𝑅| 𝑑𝐵 = 20 log
𝐴𝑑
𝐴𝑐
(𝑑𝐵)
El factor de rechazo en modo común es la característica más relevante para describir
en cuanto el comportamiento real de un amplificador diferencial se aproxima al
comportamiento ideal. Cuando CMRR=∞ el amplificador es un amplificador diferencial
ideal. Los amplificadores operacionales reales suelen tener CMRR del orden de 100 dB (la
ganancia diferencial es 10^5 mayor que la ganancia en modo común).
 Slew rate (SR)
El slew rate de un amplificador se define como el rango máximo de cambio de la
tensión de salida para todas las señales de entrada posibles, por lo que limita la velocidad
de funcionamiento, es decir la frecuencia máxima a la que puede funcionar el amplificador
para un nivel dado de señal de salida.
Slew rate se calcula como:
𝑆𝑅: 𝐹 𝑚𝑎𝑥 ∗ 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑉𝑝 =
𝑉
𝑠
Donde:
𝐹(𝑚𝑎𝑥) = 𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑉𝑝 = 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑛𝑑𝑎
El Slew Rate se expresa típicamente en unidades de V/μs. Para un amplificador
operacional 741 la máxima velocidad de respuesta es 0,5 V/μs. , lo que quiere decir que el
voltaje de salida cambiará a una razón máxima de 0,5 V en 1µs.

2.- ¿Qué diferencias hay entre la impedancia de entrada, impedancia de salida y
respuesta en frecuencia de un A.O ideal y un A.O como el LM 741?
Tabla 16. Comparación valores característicos A.O. ideal con el LM741.
Parámetro A.O. ideal A.O. LM741
Zin [MΩ] ∞ 1
Zout [Ω] 0 100
Bw ∞ Limitada por capacitancias parásitas en frec. de
corte alta.
Av ∞ 10^5 (bajas frec.)
6. Pauta de evaluación.
Ítem Máx. Puntaje
Presentación 1.0
Investigación 0.5
Listado de materiales y
equipos
1.0
Descripción de actividades 1.5
Simulaciones 1.0
Diseño y cálculos 1.0
TOTAL

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