Analog Devices (www.analog.com) en su Application note NA-106 presenta una gran cantidad de circuitos básicos utilizando sus amplificadores operacionales. Ya presentamos una buena cantidad de esos circuitos, pero hay muchos otros que pueden ser de gran utilidad para los proyectistas. En esta edición presentamos algunos de estos circuitos que deben ser recogidos por los lectores que a menudo necesitan este tipo de configuración (2007)
Los circuitos presentados son sugeridos por la propia Analog Devices, en base a sus componentes. Sin embargo, nada impide que las configuraciones se adapten para utilizar componentes equivalentes de otras marcas.
Evidentemente, en estos casos, los circuitos pueden eventualmente necesitar un cuidado mayor para mantener las características originales.
1. Preamplificador NAB para cabezas de grabación
Muchos coleccionistas de discos, cintas e incluso audiófilos suelen guardar grabaciones en cintas que eventualmente necesitan ser pasadas a un CD u otro medio más moderno.
Esto significa que la señal obtenida en la tabla de lectura debe ser ecualizada según el estándar NAB para mantener las características originales.
En la ecualización NAB las señales que originalmente sufrieron una compresión en determinadas bandas de frecuencias se traen a la amplitud original para mantener la fidelidad.
El circuito presentado en la figura 1 utiliza sólo un amplificador operacional por canal, el cual debe ser alimentado por una fuente simétrica. La ganancia de esta configuración es de 50 dB a 1 kHz y la ganancia DC mayor que 70 dB. Así tenemos una amplitud de la señal de salida en el peor de los casos de 500 mV.
Para que la resistencia de la bobina de la cabeza no altere las características del circuito es recomendable que sea la menor posible, menor que 1 k ohms.
Un capacitor de 470 nF en la salida es suficiente para evitar la tensión de offset debida a esa resistencia sin alterar la banda dinámica.
2. Preamplificador para Micrófono
Otro circuito útil de audio que utiliza un amplificador operacional es el que se muestra en la figura 2. Se trata de un preamplificador para micrófonos dinámicos de baja impedancia.
Este circuito está indicado para operación con micrófonos de 50 a 200 ohms y es del tipo con entrada balanceada para evitar la captación de zumbidos. Para que la entrada balanceada tenga la máxima eficiencia en el rechazo de ruidos y roncos es importante que se utilizan resistores de alta precisión. Los resistores del 0,1% son los recomendados en este caso.
La ganancia del circuito es de 50 dB y la impedancia de entrada es de 2 k ohms. Como la ganancia es muy alta, la banda pasante llega sólo a los 110 kHz, para aplicaciones en audio eso es más que suficiente.
3. Amplificador de Instrumentación
El amplificador mostrado en la figura 3 se caracteriza por la elevadísima impedancia de entrada, dada por la baja ganancia de los amplificadores de entrada. La ganancia mayor viene de la segunda etapa amplificador que, a su vez, tiene una baja impedancia de salida.
La fuente de alimentación debe ser simétrica y los resistores usados deben ser de precisión del 0,1%.
Pero la principal característica de este amplificador que llama la atención es su bajo consumo. Este circuito consume una corriente total quiescente de sólo 200 uA.
El rango de tensiones de alimentación va de 1,6 a 36 V simétricos. El rango de tensiones de salida va de 0 V a Vcc - 1,5 V.
4. Circuito Monitor de Corriente
En la figura 4 se muestra cómo implementar un circuito de monitor de corriente utilizando sólo un amplificador operacional. Este circuito opera con fuentes hasta 15 + 15 V, lo que es ideal para aplicaciones como en circuitos de puentes de onda completa.
Observe que la salida del circuito es de 1 V por amperio, valor dado por la resistencia R1. La precisión de este resistor va, por lo tanto, determinar la precisión de la salida del circuito.
Otra característica de este circuito que merece destaque es su gran rechazo en modo común que llega a los 120 dB, por el circuito integrado utilizado ..
5. Oscilador rectangular
El oscilador mostrado en la figura 5 genera una señal rectangular con ciclo activo del 50% (cuadrado) cuya frecuencia depende de los componentes usados, según la fórmula dada junto al diagrama.
Con los valores indicados para los componentes, la frecuencia es de 1 kHz y la amplitud de la señal es de 2 V.
6. Amplificador para Par Termoeléctrico
El circuito presentado tiene compensación para la unión fría. Además de una referencia de tensión, emplea un amplificador operacional OP-77 con características de excelente linealidad. En la figura 6 tenemos el circuito.
El resistor R5 debe ajustarse para obtener la salida 0,000 V cuando la tensión de entrada es 0 v lo que puede simularse con un corto. El circuito puede funcionar con pares del tipo K, J o S, en cuyo caso los componentes tendrán los valores de la siguiente tabla;
7. Dreno de corriente de precisión
En las figuras 7 y 8 tenemos dos drenajes de corriente que pueden ser elaborados con amplificadores operacionales y transistores de efecto0 de campo de potencia.
El circuito de la figura 7 es un desagüe de corriente con las características de operación mostradas en el propio diagrama.
Por otro lado, el circuito de la figura 8 consiste en una fuente de corriente con las características también dadas en el diagrama. Para los dos circuitos los transistores de efecto de campo de potencia deben ser montados en disipadores de calor apropiados.
Las fuentes de alimentación para los dos circuitos deben ser simétricas y equivalentes pueden ser experimentadas, siempre que tengan las mismas características.
8. Amplificador con Corte Activo de Salida
El amplificador mostrado en la figura 10 permite que la amplitud máxima de la señal de salida se ajuste independientemente de la tensión de alimentación.
Así, la ganancia es dada por la relación R1 / R2 y ajustada para un máximo dado por los ajustes de R3 y R4. La curva de transferencia del circuito se muestra en la figura 9.
Conclusión
Hay circuitos que deben ser coleccionados pues nunca se saben cuando vamos a necesitar uno de ellos. Los circuitos que mostramos en este artículo, basados en amplificadores operacionales, consisten en un ejemplo de ello.