Amplificador restador - Amplificadores operacionales

Introducción

Una de las configuraciones más utilizadas es el amplificador “Restador”, en este artículo te mostraremos cómo obtener la ecuación del voltaje de salida, además te mostraremos un ejercicio para que puedas comprobar dicha ecuación.

¿Qué es un amplificador restador?

Es una configuración del amplificador operacional con la cual obtendremos la resta de dos voltajes de entrada amplificados o atenuados. Esta configuración tiene como característica un arreglo de resistencias y un voltaje conectados a la entrada no inversora del OpAmp, y en la entrada inversora un voltaje y un arreglo de resistencias, además de una retroalimentación del voltaje de salida.

Configuración del amplificador restador

Para esta configuración, debemos recordar que:

• El voltaje que haya en el nodo de la entrada no inversora (+) será el mismo voltaje que el que haya en la entrada inversora (-).

(Si quieres obtener más información de cómo llegamos a esa deducción, puedes visitar este artículo en la sección “Configuración de Amplificador inversor”.

Amplificador restador

Para obtener el voltaje de salida, por ley de corrientes de Kirchhoff (LKC) obtenemos:

I₁ = I₃

I₂ = I₄

También debemos recordar que:

V_x1 = V_x2 Para obtener V_x1 por LKC:

I₁ = I₃

Considerando Ley de Ohm:

Despejando V_x1 :

Continuando despeje de V_x1 :

Para obtener V_x2 por LKC:

I₂ = I₄

Considerando Ley de Ohm:

Despejando V_x2 :

Continuando despeje de V_x2 :

Simplificando V_x2 :

Para obtener V_o por la explicación que dimos al principio del artículo sabemos que V_x1 = V_x2 :

Despejando V_o :

Quedando finalmente V_o :

Simulación – Amplificador restador

Realizar un circuito en el que obtengamos como voltaje de salida V_o = 2V₁ - 3V₂.

Proponiendo:

• R_x = 2k Ω
• R_f = 4k Ω

Tenemos que la ecuación de salida es:

Por lo tanto sabemos que:

Despejando la segunda ecuación con los valores propuestos para obtener R₂ :

Despejando la primera ecuación con los valores propuestos (R_x y R_f ) y calculados (R₂ ) para obtener R₁ :

Despejando R₁:

Quedando:

• R_x = 2k Ω
• R_f = 4k Ω
• R₂ = 1.33k Ω
• R₁ = 2k Ω

Diagrama de simulación

Comprobando el resultado, con V₁ = 5 y V₂ = 2: