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Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - Amplificadores operacionales


Introducción

Anteriormente les habíamos explicado cómo obtener y eliminar el voltaje de desbalance (Offset) en un OpAmp. En este artículo realizaremos una simulación de una configuración de OpAmp para obtener el voltaje de desbalance de entrada. Para lograr medirlo, usualmente se utiliza una configuración con una ganancia muy alta, por lo que para este ejercicio, propondremos una ganancia de 100 con una configuración No inversora.

Si deseas ver más información teórica sobre que es el voltaje de desbalance, puedes verlo dando click aquí.

Ejercicio

Utilice un OpAmp 741 en configuración amplificador No inversor con ganancia de 100 para:

Desarrollo

Recordando que el voltaje de salida de un amplificador No inversor se describe matemáticamente como:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 1

Sabemos que la división entre Rf y RI deben dar 99. Por lo tanto:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 2

Si proponemos una Ri de 330Ω:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 3

Quedando finalmente con valores de:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 4

Dando como resultado:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 5

Realizamos la simulación para obtener el voltaje de desbalance de salida:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 6

Ahora vamos a obtener el voltaje de desbalance de entrada, tenemos que:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 7

Como sabemos que en este caso, el voltaje de desbalance de entrada (Vos ) es el Vi , nuestra ecuación quedaría así:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 8

Despejando:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 9

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 10


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Obteniendo voltaje de saturación

Para obtener el voltaje de saturación positivo y negativo, pondremos una fuente de 1v y una de -1v.

Con 1v:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 11

Con -1v:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 12

Por lo tanto podemos decir que:

Vsat+= 14.118v

Vsat- =-14.118v

Obteniendo voltaje de entrada máximo

Tomando en cuenta el Vos obtenido anteriormente (1.05147mV). ¿Cuánto es el máximo valor positivo y el máximo negativo que se puede poner en la entrada del amplificador No Inversor antes que la salida Vo se sature?

Tomando en cuenta el voltaje de desbalance de entrada, podemos decir que:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 13

Despejando Vi :

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 14

Del ejercicio anterior sabemos que:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 15

Sustituyendo para el voltaje de saturación positivo:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 16

Sustituyendo para el voltaje de saturación negativo:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 17

Por lo tanto:

Ejercicio – Medir voltaje de desbalance de entrada - 18






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