Este documento presenta los resultados de simulaciones realizadas con diferentes configuraciones de amplificadores operacionales (OPAM) en lazo cerrado. Describe circuitos como detectores de cruce por cero y de nivel con histéresis, amplificadores inversores y no inversores, seguidores de corriente, sumadores, integradores, derivadores y amplificadores de instrumentación. Incluye imágenes de las señales de entrada y salida para cada configuración simulada. El objetivo es verificar el correcto funcionamiento de los OPAMs y analizar sus salidas ten

1. Informe de Electrónica II
“Simulaciones con OPAM´s en Lazo Cerrado”
Christian Fabricio Tenicota Toapanta
Código: 435
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
christian07-07@hotmail.com
Abstract- In the report we will establish the different ways of
connecting an OPAM in open loop. In addition to the
interpretation of the input and output signals of our OPAM.
I. INTRODUCCIÓN
El nombre de amplificador operacional proviene de una de
las utilidades básicas de este, como son la de realizar
operaciones matemáticas en computadores analógicos
(características operativas).
Originalmente los amplificadores operacionales (AO) se
empleaban para operaciones matemáticas (Suma, Resta,
Multiplicación, División, Integración, Derivación, etc.) en
calculadoras analógicas, de ahí su nombre.
El amplificador operacional es un dispositivo lineal de
propósito general el cual tiene la capacidad de manejo de
señal desde f=0 Hz hasta una frecuencia definida por el
fabricante, tiene además límites de señal que van desde el
orden de los nV, hasta unas docenas de voltio (especificación
también definida por el fabricante). Los amplificadores
operacionales se caracterizan por su entrada diferencial y una
ganancia muy alta, generalmente mayor que 105 equivalentes
a 100dB. Este trabajo, consiste en verificar el correcto
funcionamiento de los amplificadores operacionales, en cada
una de las configuraciones básicas que el presenta (sumador,
restador, derivador, integrador, comparador, seguidor,
inversor y no inversor), los cuales se explicaran
detalladamente en este trabajo.
La realimentación negativa es uno de los conceptos más
útiles de la electrónica, sobre todo en aplicaciones de
amplificadores operacionales. La realimentación negativa es
el proceso mediante el cual una parte del voltaje de salida de
un amplificador es alimentada de regreso a la entrada con un
ángulo de fase que se opone a (o resta de) la señal de entrada.
II. OBJETIVOS
A. Objetivo general:
Verificar el correcto funcionamiento de los amplificadores
operacionales, en sus diferentes configuraciones, con el fin de
poder realizar aplicaciones con estos dispositivos.
B. Objetivo específico:
Simular el circuito obtenido del OPAM 714 y verificar su
operación.
Verificar los resultados y los parámetros dados en clase al
simular las diferentes configuraciones de opam´s, y analizar
su salida teniendo en cuenta la configuración del opam.
III. MARCO TEÓRICO
El amplificador operacional (ver figura 1) no está en realidad
conectado a tierra. Sin embargo, sí está conectado a una
fuente de voltaje positivo y negativo, estableciendo en efecto
una “tierra” aproximadamente a mitad entre los suministros.
Estos son típicamente de +15 V y -15 V, puro pueden ser de
+5 V y -5V. Los terminales “más” y “menos” a la entrada del
amplificador operacional indican la polaridad de vi que hace
positivo a v0.
Figura 1. Modelo del amplificador operacional.
Donde los terminales son:
V+: Entrada no inversora.
V-: Entrada Inversora
Vout: Salida
Vs+: Alimentación positiva
Vs-: Alimentación negativa.
Normalmente los pines de alimentación son omitidos en los
diagramas eléctricos por razones de claridad.
Alimentación:
El amplificador operacional puede ser polarizado, tanto con
tensiones simples como con tensiones simétricas, si
utilizamos tensiones simples, a la salida no podremos
conseguir valores menores de 0V. El valor de estas tensiones
no suele ser fijo, dando los fabricantes un margen entre un
máximo y un mínimo, no teniendo ninguna consecuencia en
el funcionamiento del amplificador el valor de tensión que se
escoja, únicamente las tensiones de salida nunca superaran
las tensiones de alimentación.
Configuración Interna de un Amplificador Operacional.
Hay varios tipos de presentaciones de los amplificadores
operacionales, como el paquete dual en línea (DIP) de 8
pines o terminales. Para saber cuál es el pin 1, se ubica una

2. muesca entre los pines 1 y 8, siendo el numero 1 el pin que
está a la izquierda de una muesca cuando se pone integrado.
La distribución de los terminales del amplificador
operacional integrado DIP de 8 pines es:
- Pin 2: entrada inversora (-)
- Pin 3: Entrada no inversora (+)
- Pin 6: Salida (out)
Para alimentar un amplificador operacional se utilizan 2
fuentes de tensión:
- Una positiva conectada al Pin 7
- Una negativa conectada al Pin 4
Esquema de la configuración interna del Amplificador
Operacional:
Figura 2. Configuración del OPAM 741.
IV. DESARROLLO
Detector de cruce por cero con histéresis.
Por ahora se consideran amplificadores operacionales de
propósito general. El primer circuito se muestra en la figura
3. Se trata de un comparador inversor (entrada por la terminal
inversora) regenerativo (posee realimentación negativa).
Figura 3. Detector de cruce por cero con histéresis.
Figura 4. Señal de entrada al opam.
Figura 5. Señal de salida del OPAM en configuración de detector de cruce
por cero con histéresis.
Detector de nivel con histeresis
Se generaliza el caso anterior para voltaje central distinto de
cero en general. Los problemas se plantean a partir de la
característica estática que será o no inversora dependiendo
del terminal por donde se introduzca la entrada.
Figura 6. Detector de nivel con histéresis.
Figura 7. Señal de entrada al opam.

3. Figura 8. Señal de salida del OPAM en configuración detector de nivel
con histéresis.
Amplificador inversor.
Se llama así este montaje porque la señal de salida es inversa
de la de entrada, en polaridad, aunque pude ser mayor, igual
o menor, dependiendo esto de la ganancia que le demos al
amplificador en lazo cerrado.
Figura 9. Amplificador inversor.
Figura 10. Señal de entrada al opam.
Figura 11. Señal de salida del OPAM en configuración de amplificador
inversor, con salida amplificada.
Amplificador no inversor.
Un amplificador operacional no inversor como su nombre lo
dice no invierte la señal de salida, presenta una ganancia
mayor o igual que uno, de acuerdo al valor que tomen las
resistencias RF y R1. La impedancia de entrada es alta, con
lo que se garantiza una baja potencia de entrada y la no
distorsión de la señal de entrada. Tiene una baja impedancia
de salida (por el orden de milis de Ohm o menos), con lo cual
se asegura que la totalidad de la señal de salida caerá en la
RL.
Figura 12. Amplificador no inversor.
Figura 13. Señal de entrada al opam.

4. Figura 14. Señal de salida del OPAM en configuración de amplificador no
inversor, con salida amplificada
Seguidor de corriente.
En el la configuracion del opam en seguidor de corriente no
tendremos una ganacico de tensión, lo que hacer esta
configuración es incrementar nuesta corriente de ingreso.
Figura 15. Configuración de OPAM en seguidor de corriente.
Figura 16. Señal de entrada del opam con una corriente baja.
Figura 17. Señal de salida del opam con una corriente alta.
Sumador inversor.
El Circuito Sumador es un circuito muy útil, basado en la
configuración estándar del amplificador operacional inversor.
Este circuito permite combinar múltiples entradas, es decir,
permite añadir algebraicamente dos (o más) señales o voltajes
para formar la suma de dichas señales.
Figura 18. Configuración del OPAM en sumador inversor con tres
entradas.
Figura 19. Valores de las señales de ingreso
Figura 20. Señal de entrada al OPAM

5. Figura 21. Señal amplificada e invertida de configuración
Sumador inversor.
Integrador
El Circuito Integrador es un circuito con un amplificador
operacional que realiza la operación matemática de
integración. El circuito actúa como un elemento de
almacenamiento que produce una salida de tensión que es
proporcional a la integral en el tiempo de la tensión de
entrada.
Figura 22. Configuración del OPAM en integrador.
Figura 23. Señal de entrada al OPAM
Figura 25. Señal de salida del OPAM en configuración de integrador.
Derivador.
El Circuito Derivador realiza la operación matemática de
derivación, de modo que la salida de este circuito es
proporcional a la derivada en el tiempo de la señal de
entrada. En otras palabras, la salida es proporcional a la
velocidad de variación de la señal de entrada.
La magnitud de su salida se determina por la velocidad a la
que se aplica el voltaje a los cambios de la entrada. Cuanto
más rápido se produzcan los cambios en la entrada, mayor
será la tensión de salida.
Figura 26. Configuración del OPAM en derivador.
Figura 27. Señal de entrada al OPAM

6. Figura 28. Señal de salida del OPAM en configuración de derivador
Amplificador de instrumentación.
El amplificador de instrumentación es un amplificador
diferencial tensión-tensión cuya ganancia puede establecerse
de forma muy precisa y que ha sido optimizado para que
opere de acuerdo a su propia especificación aún en un
entorno hostil. Es un elemento esencial de los sistemas de
medida, en los que se ensambla como un bloque funcional
que ofrece características funcionales propias e
independientes de los restantes elementos con los que
interacciona. Para ello, se le requiere: a) Tengan unas
características funcionales que sean precisas y estables. b)
Sus características no se modifiquen cuando se ensambla con
otros elementos.
Figura 29. Circuito de amplificador de instrumentación
A los amplificadores de instrumentación se les requieren las
siguientes características:
1) Son amplificadores diferenciales con una ganancia
diferencial precisa y estable, generalmente en el rango de 1 a
1000.
2) Su ganancia diferencial se controlada mediante un único
elemento analógicos (potenciómetro resistivo) o digital
(conmutadores) lo que facilita su ajuste.
3) Su ganancia en modo común debe ser muy baja respecto
de la ganancia diferencial, esto es, debe ofrecer un CMRR
muy alto en todo el rango de frecuencia en que opera.
4) Una impedancia muy alta para que su ganancia no se vea
afectada por la impedancia de la fuente de entrada.
5) Una impedancia de salida muy baja para que su ganancia
no se vea afectada por la carga que se conecta a su salida.
6) Bajo nivel de la tensión de offset del amplificador y baja
deriva en el tiempo y con la temperatura, a fin de poder
trabajar con señales de continua muy pequeñas.
7) Una anchura de banda ajustada a la que se necesita en el
diseño.
8) Un factor de ruido muy próximo a la unidad, Esto es, que
no incremente el ruido.
9) Una razón de rechazo al rizado a la fuente de alimentación
muy alto.
Figura 30. Entrada al circuito amplificador instrumental.
Figura 31. Salida amplificada 100 veces del circuito amplificador
instrumental.
V. CONCLUSIONES
 Las diferentes configuraciones nos ayudaron a
entender el funcionamiento de un OPAM mediante la
forma de salida de onda y su amplitud.
 Es muy importante conocer los parámetros de
funcionamiento de los dispositivos OPAM´S para su
correcta conexión.
 La realimentación en los OPAM´S es de gran ayuda
para controlar y regular su salida.
 En lo personal e interpretado el funcionamiento del
OPAM como los circuitos de recortadores estudiados
anteriormente en electronica1.

7. REFERENCIAS
[1]
http://www.ifent.org/temas/amplificadores_operacionales.asp
[2] http://panamahitek.com/amplificadores-operacionales-y-
su-uso-en-la-electronica/