Amplificadores Operacionales
Los amplificadores operacionales (AO u OpAmps) son dispositivos electrónicos integrados que amplifican la diferencia de voltaje entre sus dos entradas, denominadas entrada inversora (-) y entrada no inversora (+). Su importancia en la electrónica radica en su alta ganancia de voltaje, estabilidad y versatilidad en aplicaciones analógicas. Las principales características de un amplificador operacional incluyen:
1. Alta ganancia en lazo abierto: La ganancia sin retroalimentación (en lazo abierto) es muy elevada, lo que permite amplificar señales débiles.
2. Alta impedancia de entrada: La entrada presenta una resistencia muy alta, permitiendo que apenas consuma corriente de la fuente de señal.
3. Baja impedancia de salida: Esto permite que el AO entregue suficiente corriente a la carga sin afectar el voltaje de salida.
4. Respuesta en frecuencia: La ganancia del AO tiende a disminuir a medida que aumenta la frecuencia, limitando su operación en frecuencias altas.
5. Alimentación simétrica: Normalmente, los AO se alimentan con una fuente de alimentación simétrica (por ejemplo, ±12V) para operar con señales de entrada y salida positivas y negativas.
6. Versatilidad de aplicaciones: Pueden usarse en configuraciones como amplificadores de voltaje, filtros, osciladores, integradores, y comparadores.
Fuente de Alimentación Simétrica de ±12V
Una fuente simétrica de ±12 V es una fuente de alimentación que proporciona dos voltajes de salida opuestos, uno positivo (+12V) y uno negativo (-12V), con respecto a un punto común o tierra (0V). Este tipo de fuente es especialmente útil en circuitos con amplificadores operacionales y otros dispositivos de señal mixta, ya que les permite trabajar con señales que varían tanto en la dirección positiva como en la negativa.
Componentes y características de una fuente simétrica:
- Transformador de centro-tap (CT): Permite obtener dos voltajes secundarios de igual valor pero en sentidos opuestos.
- Rectificadores y capacitores de filtro: Convierte la señal AC a DC y suaviza las variaciones de voltaje.
- Reguladores de voltaje: Estabilizan las salidas a ±12V, lo cual es crucial para obtener un rendimiento consistente de los circuitos conectados.
Aplicaciones de la Fuente Simétrica de ±12V
1. Circuitos de amplificadores operacionales: Permiten manejar señales de audio y otras aplicaciones de señales alternas (AC), ya que el AO puede trabajar tanto con voltajes positivos como negativos.
2. Procesamiento de señales analógicas: Es fundamental en filtros activos y circuitos de procesamiento de señales donde la señal debe pasar por un nivel de cero voltios.
3. Conversión de señales y control de motores: Para amplificadores de potencia, circuitos de control de motores y otros sistemas que requieren voltajes de referencia positivo y negativo.
4. Aplicaciones en instrumentos de medición: Como osciloscopios y analizadores de espectro, que necesitan operar con señales de polaridad dual.