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Trabajo Práctico 1
Circuitos básicos y selección de componentes
Bioingeniería II (93)
Instrumental Biomédico para diagnóstico y monitoreo (08)
Objetivo General
Objetivos Específicos
Mediante la realización de los TPs se pretende
que el alumno logre desarrollar la capacidad de
resolver problemas prácticos mediante el diseño e implementación de sistemas de medición
vinculados al área. biomédica.
Mediante la realización de este TP se pretende
que el alumno logre:
Recordar las características de los amplificadores operacionales (OpAmps).
Repasar las configuraciones básicas de circuitos lineales con OpAmps.
Reconocer algunas diferencias entre un
OpAmp ideal y un OpAmp real.
Adquirir habilidades para la lectura de las
hojas de datos de circuitos integrados.
Reentrenarse en el manejo de los instrumentos electrónicos de uso común en el
laboratorio (osciloscopio, generador de señales, fuentes).
Materiales que se recomienda traer:
Componentes electrónicos varios (operacionales, resistencias, capacitores, cables, etc.)
Protoboard
Tester
Materiales provistos por la cátedra:
Equipamiento para la medición y calibración
Duración:
1 semana
Actividades
1. Esquematice un amplificador operacional ideal e indique qué valor se asocia con las características que
aparecen en la tabla:
Zin
Zout
Ganancia de lazo abierto
Ancho de banda
Vof f set,out
Slew rate
Iout,max
2. Armar en protoboard un amplificador inversor de ganancia 100 utilizando un TL081, alimentado con
fuente partida de ±12V .
Bioingeniería II (93) / Instrumental Biomédico para diagnóstico y monitoreo (08)
a. Con el generador, ingresar una señal cuadrada de 50 mV de amplitud. Determinar la amplitud de
la salida para una frecuencia de entrada de 100 Hz, 1 KHz, 10 KHz, 100 KHz y 1 MHz. En todos
los casos verificar que la amplitud de la señal de entrada sea de 50 mV.
Vin
Vout
G
G[dB]
100 Hz
1 KHz
10 KHz
100 KHz
1 MHz
b. A partir del diagrama de Bode extraído de la hoja de datos del TL081 (National Semiconductor):
Determinar la máxima ganancia de lazo
abierto del amplificador operacional.
Determinar el producto ganancia por ancho de banda del amplificador operacional.
¿Cuál es la máxima frecuencia admisible
en la señal de entrada para un amplificador no inversor con ganancia 100?
¿Cuál es la máxima frecuencia que se puede aplicar a un seguidor de tensión construido en base a este amplificador operacional?
Figura 1: Respuesta en frecuencia del TL081
¿Por qué la ganancia de lazo abierto disminuye con la frecuencia?
3. Esquematice un amplificador inversor de ganancia 10. Dibuje la salida que espera obtener si se le aplica
una señal triangular sin tensión de offset, con amplitud de 1,8 Vpp (de -0,9V a +0.9V) y con un período
de 1 ms. Suponga que el amplificador operacional utilizado es el TL081, con una alimentación de ±9V .
a. ¿Representa el producto ganancia por ancho de banda algún impedimento para el funcionamiento
de este circuito?
b. Construya en protoboard el amplificador y aplique sobre su entrada la onda triangular con las
características mencionadas. Mida con el osciloscopio a la salida del circuito y dibuje la señal
obtenida, sobreimpresa en el mismo gráfico del item anterior (utilizando otro color). ¿Existe alguna
diferencia entre ambas señales? ¿A qué se debe la diferencia?
c. Las figuras siguientes (fig. 2 y fig. 3) también corresponden a la hoja de datos del TL081 (National
Semiconductor). El esquema del circuito inversor indica las condiciones en que se obtuvieron los
datos que constan en la gráfica. ¿Cuál es la máxima tensión de entrada que se puede aplicar al
amplificador inversor del item anterior sin que se distorsione su salida? ¿Y si se alimentara con
±5V ?
4. Construya en protoboard un amplificador inversor de ganancia 10 con el amplificador operacional
TL081. Determine su respuesta a una señal de entrada senoidal de amplitud 500 mVpp (de 250 mV a 250
mV). Dibuje la señal de salida en los siguientes casos:
a. Alimentando con fuente partida (VCC= -15V, VDD= +15V)
b. Alimentando con fuente simple (VCC= 0V, VDD= +15V)
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Figura 2: Circuito inversor con cargas
Figura 3: Tensión de Salida Vs Frecuencia
y Tensiones de Alimentación
5. En el esquema que puede verse en la página anterior y con una alimentación de ±15V se aplica una
entrada cuadrada de amplitud 2Vpp (de -1V a +1V).
a. Rellene en la tabla las columnas que corresponden a las tensiones y corrientes esperadas.
b. Construya en el protoboard el circuito y realice las mediciones necesarias para completar la tabla.
¿A qué se debe el comportamiento registrado? De la hoja de datos determine: ¿cuál es el máximo
de corriente que puede suministrar el amplificador operacional?
RL
10 K
1K
100 KHz
Vout,esperada
Vout,medida
Iout,esperada
Iout,medida
6. Utilice las hojas de características de los amplificadores operacionales reales para completar la tabla
siguiente:
LM741
LF353
TL081
Fabricante
Tecnología
Alimentación (fuente simple)
Alimentación (fuente partida)
Output Voltage Swing
Slew rate
Corriente de consumo
Corriente de cortocircuito
Ganancia a lazo abierto
Ganancia por AB
Impedancia de entrada
Impedancia de salida
Bibliografía
Malvino, A. P. (2004). Principios de electrónica (5ta. Edición, p. 1048). McGraw-Hill Ed.
Textos utilizados en los cursos de Electrónica y Control de Procesos
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