El documento describe diferentes tipos y aplicaciones de amplificadores operacionales. Específicamente, discute amplificadores diferenciales, los cuales amplifican la diferencia entre dos señales de entrada pero rechazan señales comunes a ambas entradas. También cubre el uso de múltiples amplificadores operacionales en cascada para lograr mayores ganancias totales, así como algunas aplicaciones comunes como convertidores y filtros.

1. Amplificadores Operacionales
Amplificador Diferencial
Los amplificadores de diferencia (o diferenciales) se
utilizan en varias aplicaciones en las que hay necesidad de
amplificar la diferencia entre las señales de entrada. Son primos
hermanos del amplificador para instrumentos, el amplificador
más útil y popular. También se los conoce como restadores.
Un amplificador de diferencia es un dispositivo que
amplifica la diferencia entre dos entradas pero rechaza toda señal
común a las dos entradas.

2. Amplificadores Operacionales
Amplificador diferencial
Consideremos el siguiente circuito del amplificador
operacional:

3. Amplificadores Operacionales
Amplificador Diferencial
O sea
Al aplicar LCK al nodo b,
O sea

4. Amplificadores Operacionales
Amplificador Diferencial
Pero va = vb. La sustitución de la ecuación (2) en la
ecuación (1) produce
O sea
Como un amplificador de diferencia debe rechazar una
señal común a las dos entradas, debe tener la propiedad de
que v0 = 0 cuando v1 = v2. Esta propiedad existe cuando

5. Amplificadores Operacionales
Amplificador Diferencial
Así, cuando el circuito del amplificador operacional es
un amplificador de diferencia, la ecuación (3) se convierte en
Si R2 = R1 y R3 = R4, el amplificador de diferencia se
convierte en restador, con la salida

6. Amplificadores Operacionales
Ejercicio de Amplificador Diferencial
El siguiente amplificador de instrumentación es un
amplificador de señales de bajo nivel que se emplea en el
control de procesos o en aplicaciones de medición y se vende
en unidades de un solo paquete. Demuestre que

7. Amplificadores Operacionales
Ejercicio de Amplificador Diferencial

8. Amplificadores Operacionales
Circuitos de Amplificadores
Operacionales en Cascada
Ya sabemos que los circuitos de amplificadores
operacionales son módulos o componentes para el diseño de
circuitos complejos. En aplicaciones prácticas suele ser
necesario conectar circuitos de amplificadores operacionales
en cascada (es decir, uno tras otro) para conseguir una
ganancia total grande. En general, dos circuitos se disponen
en cascada cuando se conectan en tándem, es
decir, sucediéndose uno a otro en una sola fila.
Una conexión en cascada es un arreglo de dos o más
circuitos de amplificadores operacionales dispuestos uno tras
otro, de manera que la salida de uno es la entrada del
siguiente.

9. Amplificadores Operacionales
Circuitos de Amplificadores
Operacionales en Cascada
Cuando se conectan en cascada circuitos de
amplificadores operacionales, a cada circuito de la cadena se
le llama una etapa; la señal de entrada original se incrementa
con la ganancia de la etapa individual. Los circuitos de
amplificadores operacionales tienen la ventaja de que
pueden disponerse en cascada sin alterar sus relaciones de
entrada-salida. Esto se debe al hecho de que un circuito del
amplificador operacional (ideal) tiene una resistencia de
entrada infinita y resistencia de salida cero. La siguiente
figura muestra una representación del diagrama en bloques
de tres circuitos de amplificadores operacionales en cascada.

10. Amplificadores Operacionales
Circuitos de Amplificadores
Operacionales en Cascada
Dado que la salida de una etapa es la entrada de la
siguiente, la ganancia total de la conexión en cascada es el
producto de las ganancias de los circuitos de amplificadores
operacionales individuales, o

11. Amplificadores Operacionales
Circuitos de Amplificadores
Operacionales en Cascada
Aunque la conexión en cascada no afecta las relaciones
de entrada-salida de los amplificadores operacionales, se debe
tener cuidado en el diseño de un circuito del amplificador
operacional real, para asegurar que la carga debida a la
siguiente etapa en la cascada no sature el amplificador.

12. Amplificadores Operacionales
Ejercicios de Circuitos de Amplificadores
Operacionales en Cascada
Halle vo e io en el siguiente circuito

13. Amplificadores Operacionales
Aplicaciones
El amplificador operacional es un componente fundamental de
la instrumentación electrónica moderna. Se utiliza
extensamente en muchos dispositivos, junto con resistores y
otros elementos pasivos. Entre las numerosas aplicaciones
prácticas se encuentran amplificadores para
instrumentos, convertidores, digitales-
analógicos, computadoras analógicas, cambiadores de
nivel, filtros, circuitos de
calibración, inversores, sumadores, integradores, diferenciador
es, restadores, amplificadores
logarítmicos, comparadores, elementos
rotatorios, osciladores, rectificadores, reguladores, convertidor
es de tensión a corriente, convertidores de corriente a tensión y
recortadores. Veremos pues dos aplicaciones comunes además
de las que ya se han tratado anteriormente: el convertidor