I´ndice
1. | Introduccio´ n. | 2 |
2. | Fuentes de alimentacio´ n. | 2 |
2.1. Transformadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2. Rectificadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.1. Rectificador de media onda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2.2. Rectificador de onda completa con toma intermedia de transformador. . 4
2.2.3. Rectificador de onda completa con puente de diodos. . . . . . . . . . . 5
2.3. Filtros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.4. Estabilizadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.4.1. El seguidor zener. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.4.2. Circuitos integrados reguladores de tensio´ n. . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. Amplificadores. 7
3.1. Amplificador elemental. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2. Clases de amplificacio´ n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4. Circuitos con amplificadores operacionales. 9
4.1. AO como comparador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.2. Amplificadores lineales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2.1. Amplificador inversor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2.2. Amplificador no inversor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.2.3. Amplificador sumador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.2.4. Amplificador restador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.3. Amplificadores no lineales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.3.1. Amplificador rectificador de media onda. . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.3.2. Amplificador rectificador de onda completa. . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.3.3. Amplificador derivador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.3.4. Amplificador integrador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.4. Filtros activos de frecuencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.4.1. Filtro pasa-bajas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.4.2. Filtro pasa-altas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.4.3. Filtro pasa-banda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.4.4. Filtro rechaza-banda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1. Introduccio´ n.
Los circuitos electro´ nicos son actualmente el medio ma´s importante para realizar sistemas de control en todo tipo de a´mbitos. As´ı, es posible realizar medidas de magnitudes f´ısicas en un entorno, introducirlas en un sistema y que e´ste sea capaz, de forma automatizada, de actuar en consecuencia con dichas medidas.
En el siguiente tema veremos primeramente las fuentes de alimentacio´ n (componentes fun- damentales de cualquier circuito electro´ nico), y los circuitos que la componen. Seguidamente veremos un circuito simple de amplificacio´ n, y finamente se describira´n los circuitos ma´s usua- les con amplificadores operacionales.
2. Fuentes de alimentacio´ n.
Muchos equipos electro´ nicos requieren ser conectados, para poder realizar su funcio´ n, a una fuente de tensio´ n constante. Como la energ´ıa ele´ctrica se distribuye de forma sinusoidal, hay que transformar esta onda en otra de valor constante. El sistema electro´ nico que realiza esta funcio´ n se denomina fuente de alimentacio´ n.
Los circuitos que realizan esta funcio´ n suelen basarse en cuatro bloques:
Figura 1: Esquema fuente de alimentacio´ n.
El primer bloque es un transformador, que convierte la amplitud de la onda senoide al valor adecuado, para poder obtener la tensio´ n constante a la salida que queremos.
El segundo bloque rectifica la tensio´ n alterna, es decir su tensio´ n de salida so´ lo presenta un polaridad, aunque su amplitud es variable.
El tercer bloque filtra esta tensio´ n unipolar, y proporciona una tensio´ n aproximadamente constante a su salida.
El cuarto bloque estabiliza la tensio´ n frente a cambios en la tensio´ n alterna o en la carga.
2.1. Transformadores.
Generalmente, dado que la sen˜ al alterna senoidal comu´ n en Europa es de 220 Vrms y que los niveles que queremos extraer del rectificador son menores, se utilizara´n transformadores reductores. Estos transformadores ofrecen en su salida pra´cticamente la misma potencia que en su entrada, pero modifican la amplitud de las sen˜ ales tanto de tensio´ n como de corriente.
A groso modo un transformador de tensio´ n consta de un nu´ cleo ferromagne´tico, que confor- ma un circuito magne´tico entre dos devanados o conjunto de arrollamientos. Un primer devana- do es el primario, este recibe la sen˜ al alterna de la red y genera un flujo magne´tico que circula por el nu´ cleo. Dado que la tensio´ n es variable, el flujo magne´tico tambie´n es variable. El flujo
magne´tico induce a su vez en el devanado secundario una f.e.m. variable, con la misma forma que la sen˜ al de entrada en el primario.
Si la relacio´ n N1/N2 correspondiente al no de espiras del primario / no de espiras del secun-
dario es mayor que la unidad, el transformador aumentara´ la corriente en el secundario, y dis-
minuira´ la tensio´ n para mantener el valor de potencia constante.
2.2. Rectificadores.
2.2.1. Rectificador de media onda.
El circuito ma´s simple que puede convertir corriente alterna en corriente continua es el rectificador de media onda.
|
Figura 2: Rectificador de media onda. Considerando la relacio´ n de espiras, la tensio´ n de pico en el secundario es:
|
N2
Vp2 =
1
· Vp1
Si representamos la onda de entrada con l´ınea fina y la onda de salida con l´ınea gruesa:
Figura 3: Rectificacio´ n de media onda.
Observando el tipo de onda que se obtiene a la salida del rectificador, se observa que si bien la onda es unipolar, la sen˜ al de salida tiene una fuerte componente alterna. En este tipo de rectificador la frecuencia de salida no cambia.
|
El valor medio de la onda de salida es Vm = Vmax
|
El valor eficaz de la onda de salida es Vef = Vmax
Siendo el valor de la componente alterna igual a:
|
|
|
Vac = q
− Vm
= 0, 386 · Vmax
Con estos valores se puede calcular el factor de rizado de la onda.
|
|
|
F = Vac
m
0, 386 · Vmax
Vmax
π
= 0, 386 · π = 1, 21
El factor de rizado determina la calidad del rectificador, ya que es una medida de la com- ponente alterna respecto a la continua. En este caso se observa que la rectificacio´ n es bastante pobre, ya que la onda de salida tiene un 121 % ma´s de componente alterna que de componente continua.
2.2.2. Rectificador de onda completa con toma intermedia de transformador.
Este tipo de rectificador consigue rectificar ambas semiondas, de forma que filtra la semion- da positiva pero invierte la semionda negativa. De esta manera se consiguen mayores valores de tensio´ n media, y se reduce el factor de rizado.
Figura 4: Rectificador de onda completa con toma intermedia en el transformador.
El funcionamiento del circuito parte de un transformador con toma doble de secundario, o con dos secundarios en los que se inducen ambas tensiones desde un u´ nico primario. Los secundarios tienen el devanado hecho en sentido inverso uno respecto al otro, lo que produce que la tensio´ n que hay en cada uno de ellos esta´ desfasada. Cuando la tensio´ n en un secundario es positiva, en el otro secundario es negativa y viceversa. Debido a esta conexio´ n central a masa del arrollamiento del secundario, el circuito es equivalente a dos rectificadores de media onda, cada uno rectificado con su correspondiente diodo.
Al estar el bobinado secundario partido, la tensio´ n de salida sera´ la mitad de la tensio´ n que cabr´ıa esperar del bobinado completo.
La onda de salida sera´:
Figura 5: Onda rectificada completa.
|
En este tipo de rectificador la frecuencia es el doble que la de entrada. El valor medio de la onda de salida es Vm = 2 · Vmax
|
El valor eficaz de la onda de salida es Vef = V max
Siendo el valor de la componente alterna igual a:
|
|
|
Vac = q
− Vm
= 0, 3 · Vmax
Y por tanto el factor de rizado de la onda es de:
Vac
0, 3 · Vmax
|
Fr = =
m
|
2 · Vmax
= 0, 48
2.2.3. Rectificador de onda completa con puente de diodos.
Este es el montaje ma´s utilizado para construir fuentes de alimentacio´ n, por las ventajas que presenta frente a los montajes anteriores. Mediante el uso de cuatro diodos en lugar de dos, este disen˜ o elimina la necesidad de la conexio´ n intermedia del secundario del transformador. La tensio´ n en la carga es el doble que se obtiene usando la conexio´ n intermedia del secundario.
Figura 6: Rectificador con puente de diodos.
Durante el semiciclo positivo, los diodos D2 y D3 conducen, esto produce un semiciclo positivo en la carga. Los diodos D1 y D4 conducen durante el semiciclo negativo, lo que produce un semiciclo positivo en la carga.
Presenta las ventajas respecto al anterior de que los diodos soportan menos tensio´ n inversa, y eliminamos el transformador con secundario partido.
Presenta un pequen˜ o inconveniente, ya que al atravesar la corriente por dos diodos se pro- duce una disminucio´ n de la tensio´ n de 1,4 V, circunstancia que hay que tener en cuenta a la hora de disen˜ ar el transformador de entrada, para compensar esta ca´ıda y la salida de la fuente no sea menor que la deseada.
2.3. Filtros.
Un filtro en una fuente de alimentacio´ n es un elemento de acoplamiento, que se aplica para reducir el valor de la tensio´ n de rizado y por tanto, mejorar los valores de tensio´ n continua que se aporta a la carga.
Por lo general, el elemento ma´s utilizado es el condensador, siendo el ma´s efectivo el con- densador electrol´ıtico. Estos condensadores tienen un a´cido como diele´ctrico, lo que les permite tener altos valores de capacidad en pequen˜ os taman˜ os. Son dispositivos con polaridad.
El filtro ma´s usado es el filtro con condensador en paralelo:
Cuando la corriente llega a un pico, el condensador queda cargado con la tensio´ n de pico. Luego cuando la tensio´ n cae por debajo de la tensio´ n almacenada por el condensador, los diodo se polarizan inversamente y no pasa corriente por ellos. El condensador continua proporcionan- do corriente a la carga, descarga´ndose hasta el siguiente pico de tensio´ n alterna.
2.4. Estabilizadores.
En el apartado anterior, se ha observado, que aunque se filtre la onda, todav´ıa permanece un componente de rizado en la onda. Adema´s a la inestabilidad de la tensio´ n de salida tambie´n contribuyen las variaciones de la tensio´ n de entrada y de la carga.
Figura 7: Puente de diodos con filtro de condensador en paralelo.
Figura 8: Onda completa con filtro de condensador paralelo.
Para eliminar este problema, a las fuentes de alimentacio´ n se les an˜ ade un bloque llamado estabilizador; con ello se logra que la salida sea estable independiza´ndola del valor de la tensio´ n de entrada y de la resistencia de carga dentro de ciertos l´ımites.
Dentro de los circuitos estabilizadores los ma´s utilizados son los estabilizadores en serie, si bien para grandes potencia se utilizan los estabilizadores conmutados.
2.4.1. El seguidor zener.
El seguidor zener es un circuito estabilizador en serie, consta de: una resistencia, un diodo zener y un transistor.
Figura 9: Seguidor zener.
2.4.2. Circuitos integrados reguladores de tensio´ n.
Cuando se requieran niveles de potencia relativamente bajos, los circuitos reguladores de tensio´ n encapsulados en circuito integrado, resultan mucho ma´s sencillos y en definitiva ma´s econo´ micos, consiguie´ndose valores de rizado a la salida del regulador de 0,01 % de la tensio´ n continua.
De forma esta´ndar, estos reguladores componen las familias gene´ricas de circuitos integra- dos 7800 y 7900, reserva´ndose las dos u´ ltimas cifras para determinar la tensio´ n de salida de la fuente.
El regulador consta de tres terminales, la entrada, la salida y la masa, su montaje es muy sencillo, ya que se acopla directamente a cualquier circuito rectificador con filtro por condensa- dor.
Figura 10: Regulador 7800.
3. Amplificadores.
En electro´ nica, la amplificacio´ n consiste en aumentar la amplitud, en tensio´ n y/o en intensi- dad de una sen˜ al ele´ctrica.
Un amplificador, sera´ un circuito capaz de realizar esta labor entregando a la salida una sen˜ al ele´ctrica ide´ntica a la de entrada pero con su amplitud incrementada.
Los amplificadores tienen una serie de para´metros que definen sus caracter´ısticas. Los prin- cipales son:
Ganancia de tensio´ n.
A = Vout
Vin
Impedancia de entrada. Es la resistencia que ofrece un amplificador a su entrada considerada para una sen˜ al senoidal de 1kHz.
Impedancia de salida. Es la resistencia que ofrece un amplificador a su salida; debe ser lo ma´s baja posible.
Potencia de salida. Indica la potencia que es capaz de entregar el amplificador, se mide en watios y es la magnitud ma´s utilizada cuando se trata de amplificacio´ n.
Sensibilidad. Indica la tensio´ n que se debe aplicar a la entrada para que el amplificador entre- gue la ma´xima potencia.
Ancho de banda. Representa la ganancia del amplificador en funcio´ n de la frecuencia aplica- da, esta´ limitada por la frecuencia de corte inferior y por la frecuencia de corte superior.
3.1. Amplificador elemental.
El circuito ma´s elemental consiste en un so´ lo transistor convenientemente polarizado.
Figura 11: Aplificador en emisor comu´ n. Polarizado por divisor de tensio´ n.
La corriente de sen˜ al de la base produce una variacio´ n amplificada en la corriente del co- lector, a causa la ganancia de corriente del transistor.
Como esta corriente de colector amplificada circula a trave´s de la resistencia del colector, produce una tensio´ n que var´ıa a trave´s de la resistencia del colector. La tensio´ n del colector esta´ invertida respecto a la sen˜ al de entrada.
Para conseguir mayor amplificacio´ n se suelen construir amplificadores con varias etapas, con esto se consiguen ganancias de tensio´ n mayores.
3.2. Clases de amplificacio´ n.
Clase A La clase A es la forma ma´s comu´ n de operar con un transistor en circuitos lineales, ya que es el primero en simplicidad y el circuito polarizado ma´s estable.
Con este tipo de amplificador, la corriente circula por el colector durante todo el ciclo. Dicho de otra forma no aparecen recortes en la sen˜ al de salida durante todo el ciclo.
Clase B Cuando el punto de reposo se situ´ a sobre la interseccio´ n de la recta de carga con el eje
VC E . En este caso, el transistor amplificara´, solamente la mitad de la sen˜ al aplicada.
En este tipo de amplificador se produce una cierta distorsio´ n debido a la tensio´ n umbral del diodo base-emisor.
Clase C Cuando el punto de reposo esta´ situado por debajo del eje VC E , en este caso so´ lamente sera´ amplificado un fragmento del semiciclo
4. Circuitos con amplificadores operacionales.
Los circuitos operacionales son un tipo de amplificadores de pequen˜ a sen˜ al, muy usados para el desarrollo de los circuitos electro´ nicos de control, por tratarse de un elemento que se comporta de forma casi ideal. Estos circuitos cuentan entre sus caracter´ısticas pricipales con:
Ganancia de tensio´ n enormemente grande, en la pra´ctica suele ser de 20.000 a 100.000.
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Alta impedancia de entrada, del orden de 1M Ω, lo que hace que la intensidad por cu-
alquiera de sus dos entradas sea pra´cticamente nula.
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Impedancia de salida nula, en realidad apenas unas decenas de Ω, lo que implica disponer
de una sen˜ al de salida sin apenas pe´rdidas.
Estas caracter´ısticas hacen funcionar al AO como un amplificador casi perfecto.
Cuando se introduce una pequen˜ a sen˜ al de tensio´ n a trave´s de los terminales de entrada, esta es amplificada de forma extraordinaria por el AO, se podr´ıa pensar que la tensio´ n se elevar´ıa en exceso, observando la ganancia del AO, pero realmente la salida esta´ limintada a por los valores de tensio´ n de polarizacio´ n positiva y negativa. De forma gene´rica el valor de tensio´ n ma´xima de la salida o tensio´ n de saturacio´ n, en una AO suele ser de unos pocos voltios menos que el valor de alimentacio´ n.
El AO dispone de los siguientes terminales:
1. Alimentacio´ n sime´trica, positiva y negativa(±VC C ).
2. Terminal no inversor.
3. Terminal inversor.
4. Terminal de salida.
5. Terminal de masa.
|
6. Terminales de offset positivo y negativo
Figura 12: S´ımbolo de un OA.
4.1. AO como comparador
La aplicacio´ n ma´s simple del AO es su comportamiento como comparador.
|
Las sen˜ ales a comparar se introducen re- spectivamente en el terminal no inversor (V2 ) y en el terminal inversor (V1). El AO interpre- tara´ una sen˜ al de entrada consistente en la dife- rencia (V2 − V1), con lo que dicha sen˜ al podra´ ser positiva o negativa dependiendo de los valores de las sen˜ ales de entrada. Si existiera una m´ıni- ma diferencia entre estos dos valores, se de-
Figura 13: Circuito OA comparador.
tectara´ mediante la aparicio´ n de un valor de satu- racio´ n en el terminal de salida. Pero adema´s por la polaridad de esa tensio´ n de saturacio´ n se puede saber cual de las dos sen˜ ales es mayor.
En el gra´fico, se puede observar que exis- te una tensio´ n de desplazamiento a la entrada y su efecto en la salida del comparador. Este des- plazamiento o tensio´ n de offset, aparece cuando se pretende igualar las tensiones en ambas en- tradas, es decir una entrada diferencial nula en el comparador. Esto es perfectamente corregib- le operando en los terminales de offset, es un problema pra´ctico que se ha de regular mediante elementos variables como potencio´ metros.
·Circuito seguidor de sen˜ al variable. Una de las aplicaciones ma´s usadas del circuito.
– Figura 14: Curva del comparadorparador, es para controlar un elemento en funcio´ n de las condiciones exteriores, ej: un termo-stato. Mediante una resistencia sensible a la temperatura se compara la Ta con el valor fijado por una resistencia variable.
Figura 15: Seguidor de sen˜ al variable.
La resistencia variable R2 nos permite fijar el valor de voltaje deseado. La resistencia sen- sible varia con el para´metro exterior, variando la tensio´ n en la otra entrada del AO comparador.
La diferencia entre estas dos sen˜ ales provoca que la salida del comparador, excite la base de un transistor permitiendo que circule corriente por la bobina del rele´ K, al cerrase el rele´ activa el elemento actuador del sistema.
4.2. Amplificadores lineales.
4.2.1. Amplificador inversor.
El amplificador inversor es uno de los circuitos con AO ma´s ba´sicos. Utiliza realimentacio´ n negativa para estabilizar la ganancia de tensio´ n total.
Una tensio´ n de entrada VI N excita la entrada inversora a trave´s de la resistencia R1, lo que produce una tensio´ n a la entrada inversora del AO. La tensio´ n de entrada se amplifica mediante la ganancia de tensio´ n en lazo abierto para producir una tensio´ n de salida invertida. La tensio´ n de salida se realimenta hacia la entrada a trave´s de la resistencia de realimentacio´ n R2, lo que produce una realimentacio´ n negativa, ya que la onda de salida esta´ invertida. En otras palabras, a cualquier cambio en la tensio´ n de entrada, se opone un cambio en la tensio´ n de salida. Por tanto las variaciones en la salida debidas a las variaciones en la entrada se atenuan.
Para analizar este circuito usamos las siguientes aproximaciones:
Figura 16: Amplificador inversor.
1. Como la impedancia de entrada del AO es muy grande, la corriente que entra en el AO es despreciable.
2. Como la ganancia de tensio´ n en lazo abierto es muy grande la tensio´ n de diferencial entrada se aproxima a cero.
Como la corriente que entra en el AO es despreciable las resistencias R1 y R2 son recorridas por la misma corriente.Adema´s el potencial en la entrada inversora debe ser igual al de la entrada no inversora, en este caso cero. Luego:
Ganancia en lazo cerrado:
VI N = i · R1
VOU T = i · R2
A = R2
C L R
1
4.2.2. Amplificador no inversor.
Es un montaje muy similar al anterior, aqu´ı la sen˜ al se introduce en la entrada no inversora, y la realimentacio´ n se lleva a la entrada inversora.
Figura 17: Amplificador no inversor.
Figura 18: Aplificador sumador.
Una tensio´ n de entrada VI N excita la entrada no inversora, y se amplifica para producir la sen˜ al de salida en fase con la de la entrada. Esta tensio´ n de salida se realimenta a trave´s de un divisor de tensio´ n.
Para el ana´lisis de este montaje tenemos en cuenta lo siguiente:
1. Como la impedancia de entrada del AO es muy grande, la corriente que entra en el AO es despreciable.
2. Como la ganancia de tensio´ n en lazo abierto es muy grande la tensio´ n de diferencial entrada se aproxima a cero.
Como la corriente que entra en el AO es despreciable las resistencias R1 y R2 son recorridas por la misma corriente.Adema´s el potencial en la entrada inversora debe ser igual al de la entrada no inversora, en este caso cero. Luego:
Como la tensio´ n en la entrada no inversora es pra´ctiamente igual a la tensio´ n en la entrada inversora:
VI N = i · R1
Ganancia en lazo cerrado:
VOU T = i · (R1 + R2)
A = 1 + R2
C L R
1
4.2.3. Amplificador sumador.
Siempre que se necesite combinar dos o ma´s sen˜ ales analo´ gicas en una sola, se puede utilizar el amplificador sumador.
Para el ana´lisis de este montaje hacemos las mismas aproximaciones.
1. Como la impedancia de entrada del AO es muy grande, la corriente que entra en el AO es despreciable.
2. Como la ganancia de tensio´ n en lazo abierto es muy grande la tensio´ n de diferencial en- trada se aproxima a cero. Luego la tensio´ n de los terminales de entrada del AO sera´ apro- ximadamente la misma.
|
RF
AC L1 =
1
RF
|
AC L2 =
2
RF
|
· · · AC LN =
|
N
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|
i = i + i + · · · + i = V1
1
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RF
+ V2
R2
|
+ · · · + VN N
RF RF
VOU T = RF · (i1 + i2 + · · · + iN ) =
· V1 +
|
|
1 2
· V2 + · · · +
N
· VN
En el caso particular de R1 = R2 = · · · = RN = RF
VOU T = V1 + V2 + · · · + VN
A la salida se obtiene una sen˜ al invertida, producto de la suma de las sen˜ ales de tensio´ n de entrada.
4.2.4. Amplificador restador.
Sirve para obtener en la salida la diferencia entre dos sen˜ ales de entrada.
Figura 19: Amplificador restador.
Utilizando la expresio´ n para el divisor de tensio´ n, la tensio´ n en la entrada non inversora sera´:
|
V+ = Vb ·
1
R2
+ R2
Por otro lado igualando la corriente que circula por la resistencia de realimentacio´ n y la resistencia de entrada Va :
|
VOU T − V−
R2
V− − Va
R1
Aproximando V+ = V− , y operando en la expresio´ n:
|
V = (V − V ) · R2
1
En esta expresio´ n donde VOU T es proporcional a la diferencia de las dos sen˜ ales de entrada.
4.3. Amplificadores no lineales.
La inclusion de elementos no lineales en los montajes con amplificadores operacionales, se consigue variar el comportamiento lineal de los montajes.
4.3.1. Amplificador rectificador de media onda.
Un circuito rectificador realizado mediante amplificadores operacionales funciona de forma que, amplifica o atenu´ a una sen˜ al VI N de entrada cuando es de un signo, mientras que rechaza cualquier entrada de signo contrario.
Figura 20: Rectificador de media onda con salida positiva.
Si se invierten las conexiones de ambos diodos, se obtiene un rectificador de sen˜ ales nega- tivas, permitiendo amplificar los valores positivos de entrada.
Figura 21: Rectificador de media onda con salida negativa.
4.3.2. Amplificador rectificador de onda completa.
Basa´ndose en los anteriores montajes y un montaje diferenciador es posible construir un rectificador de onda completa:
Figura 22: Rectificador de onda completa.
4.3.3. Amplificador derivador.
Este circuito funciona de la misma forma que un inversor, pero recibiendo la sen˜ al a trave´s de un condensador, en lugar de a trave´s de una resistencia ele´ctrica.
|
Q = C · VC ; i =
dQ = C dVC
|
dt dt
Aproximando V− = V+ = 0:
VOU T
i =
dVI N
R
VOU T
|
Figura 23: Circuito derivador.
VOU T = C · R ·
dVI N
dt
C =
dt R
La sen˜ al de salida es la derivada de la sen˜ al de entrada invertida.
4.3.4. Amplificador integrador.
De la misma forma que en el anterior circuito, si el condensador y la resistencia intercambian sus posiciones en el montaje, se obtendra´ un circuito integrador.
VI N
R
dVOU T
= C · dt
|
Figura 24: Circuito integrador.
1 Z
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VOU T = R · C ·
VI N · dt
4.4. Filtros activos de frecuencias.
Los filtros activos, son un tipo de circuito electro´ nico cuya misio´ n fundamental es transmitir y amplificar una sen˜ al o rango de sen˜ ales determinadas, mientras que el resto de las sen˜ ales son rechazadas.
4.4.1. Filtro pasa-bajas.
Los filtros pasa-bajas permiten la transmisio´ n de sen˜ ales cuya frecuencia sea menor que una dada, atenuando las sen˜ ales para frecuencias mayores. La frecuencia umbral, a partir de la cual las sen˜ ales se atenu´ an se denomina frecuencia de corte superior.
Figura 25: Filtro pasa-bajas.
4.4.2. Filtro pasa-altas.
En el filtro pasa-altas queda determinada una frecuencia umbral que se denomina frecuencia de corte inferior. En valores por debajo de dicha frecuencia, la ganancia se atenu´ a, mantenie´ndo- se en sus valores ma´ximos para frecuencias altas.
4.4.3. Filtro pasa-banda.
Estos filtros actu´ an como selectores de rango de frecuencia, es decir, en ellos quedan de- terminadas dos frecuencias de corte, inferior y superior, entre las que la ganancia adquiere su ma´ximo valor posible en el amplificador.
Figura 26: Filtro pasa-altas.
Figura 27: Filtro pasabanda
4.4.4. Filtro rechaza-banda.
Los filtros rechaza-banda funcionan al contrario que los anteriores. Sobre un rango deter- minado de frecuencias intermedias, cualquier frecuencia es rechazada. Siendo las frecuencias menores o mayores que ese rango, las que son amplificadas.
Figura 28: Filtro rechaza-banda.