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Instituto Tecnológico de QuerétaroDepartamento de IngenieríaEléctrica y ElectrónicaGuía de Prácticas de LaboratorioMateria: Amplificadores OperacionalesLaboratorio de Ingeniería ElectrónicaSantiago de Querétaro, Qro. Septiembre 2012ElaboróM.C. Rodrigo Rodríguez RubioIng. José Luis Sánchez PáezEditoraAnayeli Sánchez MontoyaDepartamento de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaAv. Tecnológico S/N, Esq. M. Escobedo, Col. Centro,CP.76000 Tel: 2274400 ext. 4418

CONTENIDOPRÁCTICA No. 1. IMPEDANCIA DE ENTRADA . 61OBJETIVO . 62INTRODUCCIÓN . 63MARCO TEÓRICO . 64EQUIPO Y MATERIALES. 65METODOLOGÍA. 6PRÁCTICA No.2. IMPEDANCIA DE SALIDA . 91.OBJETIVO . 92.INTRODUCCIÓN . 93.MARCO TEÓRICO . 94.EQUIPO Y MATERIALES. 95.METODOLOGÍA. 10PRÁCTICA No.3. TENSIÓN DE SALIDA DEL OFFSET . 121.OBJETIVO . 122.INTRODUCCIÓN . 123.MARCO TEÓRICO . 124.EQUIPO Y MATERIALES. 125.METODOLOGÍA. 12PRÁCTICA No. 4. AJUSTE DEL OFFSET NULO. 141.OBJETIVO . 142.INTRODUCCIÓN . 143.MARCO TEÓRICO . 144.EQUIPO Y MATERIALES. 145.METODOLOGÍA. 14PRÁCTICA No.5. SLEWRATE . 161.OBJETIVO . 162.INTRODUCCIÓN . 163.MARCO TEÓRICO . 164.EQUIPO Y MATERIALES. 16

PRÁCTICA No. 6. RESPUESTA DE FRECUENCIA EN LAZO ABIERTO . 191.OBJETIVO . 192.INTRODUCCIÓN . 193.MARCO TEÓRICO . 194.EQUIPO Y MATERIALES. 195.METODOLOGÍA. 19PRÁCTICA No. 7. FRECUENCIA DE GANANCIA UNITARIA . 221.OBJETIVO . 222.INTRODUCCIÓN . 223.MARCO TEÓRICO . 224.EQUIPO Y MATERIALES. 225.METODOLOGÍA. 22PRÁCTICA No. 8. RECHAZO EN MODO COMÚN . 241. OBJETIVO . 242. INTRODUCCIÓN . 243. MARCO TEÓRICO . 244. EQUIPO Y MATERIALES. 245. METODOLOGÍA. 24PRÁCTICA No.9 PROPIEDADES E IMPLEMENTACIÓN DE UN AMPLIFICADOROPERACIONAL. 272OBJETIVO . 273INTRODUCCIÓN . 274MARCO TEÓRICO . 275EQUIPO Y MATERIALES. 336METODOLOGÍA. 33PRÁCTICA No. 10. DETECTOR DE CRUCE POR CERO . 361OBJETIVO . 362INTRODUCCIÓN . 363MARCO TEÓRICO . 364EQUIPO Y MATERIALES. 36

5METODOLOGÍA. 36PRÁCTICA No. 11.VOLTÍMETRO DE COLUMNA LUMINOSA . 382OBJETIVO . 383INTRODUCCIÓN . 384MARCO TEÓRICO . 385EQUIPO Y MATERIALES. 386METODOLOGÍA. 38PRÁCTICA No. 12. CIRCUITO PWM . 401.OBJETIVO . 402.INTRODUCCIÓN . 403.MARCO TEÓRICO . 404.EQUIPO Y MATERIALES. 405.METODOLOGÍA. 40PRÁCTICA No. 13. MEZCLADOR DE AUDIO Y CAS . 431.OBJETIVO . 432.INTRODUCCIÓN . 433.MARCO TEÓRICO . 434.EQUIPO Y MATERIALES. 435.METODOLOGÍA. 43PRÁCTICA No. 14. CIRCUITO DETECTOR DE NIVEL DE VOLTAJE CON AJUSTEINDEPENDIENTE Y VOLTAJE CENTRAL CON HISTÉRESIS . 451.OBJETIVO . 452.INTRODUCCIÓN . 453.MARCO TEÓRICO . 454.EQUIPO Y MATERIALES. 455.METODOLOGÍA. 45PRÁCTICA No.15. RECTIFICADOR DE PRECISIÓN DE ONDA COMPLETA DE ALTAIMPEDANCIA DE ENTRADA . 471.OBJETIVO . 472.INTRODUCCIÓN . 473.MARCO TEÓRICO . 474.EQUIPO Y MATERIALES. 47

5.METODOLOGÍA. 47PRÁCTICA No. 16. AMPLIFICADOR DE MUESTREO Y RETENCIÓN . 491.OBJETIVO . 492.INTRODUCCIÓN . 493.MARCO TEÓRICO . 494.EQUIPO Y MATERIALES. 495.METODOLOGÍA. 49PRÁCTICA No. 17. CONVERTIDOR DIGITAL A ANALÓGICO DAC-08 . 511.OBJETIVO . 512.INTRODUCCIÓN . 513.MARCO TEÓRICO . 514.EQUIPO Y MATERIALES. 515.METODOLOGÍA. 51

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTAROINGENIERÍA ELECTRÓNICAMATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALESCLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002PRÁCTICA No. 1PRÁCTICA No. 1. IMPEDANCIA DE ENTRADANo. DE ALUMNOS:1DURACIÓN DE LA PRÁCTICA:OBJETIVOUna aproximación práctica para encontrar la impedancia de entrada de un AmplificadorOperacional.2INTRODUCCIÓNLa Resistencia Rin es un factor importante en determinar la impedancia de entrada de uncircuito Amplificador Operacional la obtención de la impedancia de entrada real de unAmplificador Operacional en un circuito particular fácilmente se realiza con elprocedimiento de este experimento. Un potenciómetro se pone en la entrada delamplificador inversor. La señal de entrada entonces se ajusta para una salida nodistorsionada. La tensión de entrada entonces se ajusta para una salida no distorsionada. Laentrada de tensión se ajusta a ½ de la amplitud por medio de Rp. La fuente de alimentacióndel circuito se quita y el valor de Rp. se mide con un óhmetro. Este valor representa laimpedancia del circuito de entrada del Amplificador Operacional. Un aumento en lafrecuencia de señal de entrada varía la impedancia de entrada del circuito a causa de lareactancia capacitiva de la etapa de entrada del Amplificador Operacional.3MARCO TEÓRICON/A4EQUIPO Y MATERIALES1 Resistencia de 10 k (Rin)1 Resistencia de 10 k (Rf)1 Potenciómetro de alambre enrollado de 50 k (Rp)1 Interruptor SPDT (S1).5METODOLOGÍA5.1 Pasos a seguir para la realización de la práctica5.1.1Con la fuente de alimentación apagada, construya el circuito mostrado en laFig. 10.1. Ponga la terminal variable de Rp hacia el generador5.1.2Encienda la fuente de alimentación.5.1.3Coloque el generador de señal a 1 kHzPágina 6 de 52

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTAROINGENIERÍA ELECTRÓNICAMATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALESCLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002PRÁCTICA No. 1Ajuste la amplitud de salida del generador para un máximo de señal nodistorsionada en Vout.5.1.5Registre el valor de pico-a-pico de Vin.5.1.6Coloque S1 en el punto B.5.1.7Ajuste Rp hasta que el valor pico-a-pico del valor de Vin sea un medio delvalor registrado en el paso 5.5.1.8Vuelva apagar la fuente de alimentación.5.1.9Registre el valor del resistor de Rp desde la terminales variable al final de laconexión del generador.5.1.10Repita a través de los pasos 5.1.2 al 5.1.9 para las siguientes frecuencias:100 Hz, 10 kHz, 50 kHz, y 100 kHz.5.1.45.2 Diagramas o dibujoFig. 10.1. Circuito para medición de la impedancia de entrada.5.1 TablasN/APágina 7 de 52

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTAROINGENIERÍA ELECTRÓNICAMATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALESCLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002PRÁCTICA No. 15.2Precauciones y/o NotasLos valores obtenidos entre paréntesis son los valores con el osciloscopio flotado. Ya queantes el osciloscopio estaba conectado con las tres terminales.*Responda las siguientes preguntas relacionadas con la figura del punto 5.2:1. ¿Cuál es el valor de Vin en el paso 5?2. ¿Cuál es el valor dividido por 2?3. ¿Por qué se toma la lectura óhmica de Rp desde la terminal variable a la conexión finaldel generador?4. ¿Cuál es la impedancia de entrada del Amplificador Operacional?5. ¿Cambia la impedancia de entrada con las diferentes señales de entrada de frecuencias?Página 8 de 52

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTAROINGENIERÍA ELECTRÓNICAMATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALESCLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002PRÁCTICA No. 2PRÁCTICA No.2. IMPEDANCIA DE SALIDANo. DE ALUMNOS:1.DURACIÓN DE LA PRÁCTICA:OBJETIVOUna aproximación práctica para encontrar la impedancia de salida del AmplificadorOperacional.2.INTRODUCCIÓNLa impedancia de salida de un circuito Amplificador Operacional puede encontrarse con unprocedimiento similar como se hizo para encontrar la impedancia de entrada en elExperimento 1-1. La señal de tensión de entrada se ajusta para una salida de tensión nodistorsionada. La Resistencia Rp entonces se conecta a la salida. La tensión de salidadebería disminuir la carga bajo la Rp del circuito. La Resistencia Rp entonces se ajusta parala tensión original de salida. La fuente del circuito se quita y Rp se mide con un óhmetro. Elvalor medido estará con el valor de la impedancia de salida del circuito AmplificadorOperacional.3.MARCO TEÓRICON/A4.EQUIPO Y MATERIALES1 Resistencia de 10 k (Rin)1 Resistencia de 100 k (Rf)1 Potenciómetro de alambre enrollado de 1 k (Rp)1 Condensador (no polarizado) de 1µF (C1)1Interruptor SPDT (S1)Página 9 de 52

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTAROINGENIERÍA ELECTRÓNICAMATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALESCLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002PRÁCTICA No. 25.METODOLOGÍA1.1 Pasos a seguir para la realización de la práctica1.1.1Con la fuente de alimentación apagada, construya el circuito mostrado en la1.1.21.1.31.1.4Coloque el generador de señal sinusoidal en 100 Hz.1.1.51.1.61.1.71.1.8Registre el valor pico a pico de VoutFig. 11.1.Encienda la fuente de alimentación.Ajuste la amplitud de salida del generador para una señal máxima nodistorsionada en Vout.5.1.1.91.1.10Cierre S1Observe como se afecta Vout.Ajuste Rp para que Vout sea igual como el obtenido originalmente en el pasoVuelva apagar la fuente de alimentación.Registre el valor óhmico de Rp desde la terminal variable al final de laconexión del generador.Repita a través de los pasos 5.1.2 al 5.1.10 para las siguientes frecuencias:100 Hz, 10 kHz, 50 kHz y 100 kHz.1.1.11Página 10 de 52

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTAROINGENIERÍA ELECTRÓNICAMATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALESCLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002PRÁCTICA No. 21.2 Diagramas o dibujoFig. 11.1 Circuito para medición de la impedancia de entrada.1.3 TablasN/A1.4 Precauciones y/o NotasLos valores obtenidos entre paréntesis son los valores con el osciloscopio flotado. Ya queantes el osciloscopio estaba conectado con las tres terminales.*Responda las siguientes preguntas relacionadas con la figura del punto 5.2:1. ¿Cuál es el valor de Vout en el paso 5?a. Para 100 Hz:b. Para 10 kHz:c. Para 50 kHz:d. Para 100 kHz:2. ¿Por qué se lee el valor óhmico de Rp desde la terminal variable hasta la conexión finalde S1?3. ¿Cuál es la impedancia de salida del Amplificador Operacional?4. ¿Cambia la impedancia

MATERIA: AMPLIFICADORES OPERACIONALES CLAVE DE LA MATERIA: ETF-1002 PRÁCTICA No. 1 Página 8 de 52 5.2 Precauciones y/o Notas Los valores obtenidos entre paréntesis son los valores con el osciloscopio flotado. Ya que antes el osciloscopio estaba conectado con las tres terminales.