Simulador Didáctico Amplificador No Inversor Con Ganancia Variable

ON

Diagrama del Circuito (Acoplamiento CA)

- + +12V -12V (Vee) R2 = 10k R1 = 10k Cin Vin Cout Vout RL=10k

Osciloscopio Digital (OSD)

CH1 (Vin)

CH2 (Vout)

📖 Manual Didáctico: Conceptos del Amplificador Operacional

1. Alimentación (CA y CC)

  • Bipolar (±Vcc): Ideal para Corriente Alterna (CA). Permite que la onda de salida oscile libremente tanto en voltajes positivos como negativos pasando por 0V. En CC, permite referencias simétricas.
  • Unipolar (+Vcc y GND): Útil en sistemas lógicos. Si ingresa una señal CA pura, la mitad negativa de la onda se perderá (se satura a 0V) a menos que uses un divisor de tensión para crear una "tierra virtual" en Vcc/2.
  • Capacitores (Cin/Cout): Bloquean voltajes continuos (DC Offset) permitiendo que solo la señal alterna (CA) atraviese el circuito.

2. Parámetros Fundamentales

  • Impedancia de Entrada (Zin): Idealmente $\infty$. El Op-Amp no "roba" corriente de la señal original.
  • Impedancia de Salida (Zout): Idealmente 0 $\Omega$. Entrega toda la tensión sin caídas.
  • CMRR (Rechazo en Modo Común): Capacidad de anular el ruido electromagnético que entra por igual en ambas patillas (+ y -).
  • Ganancia Lazo Abierto (Aol): Ganancia de fábrica del chip (típicamente >100,000) sin resistencias. Inmanejable.
  • Ganancia Lazo Cerrado (Acl): La ganancia estable y controlada mediante la realimentación (R1 y R2).
  • Voltaje Offset: Pequeño voltaje de error en la salida debido a asimetrías internas del chip. Se calibra con potenciómetros en pines especiales.

3. Limitaciones Dinámicas

  • Slew Rate (V/µs): Velocidad máxima a la que la salida puede "moverse". Si la onda exige cambios más rápidos (como los bordes rectos de una onda cuadrada), la señal se deforma a triangular o trapezoidal.
  • GBWP (Ganancia - Ancho de Banda): El Op-Amp tiene un límite de frecuencia. Si la ganancia es muy alta y la frecuencia también, la onda de salida se atenuará progresivamente.
  • Compensación en Frecuencia: Algunos Op-Amps (como el LM741) incluyen un pequeño capacitor interno (ej. 30pF) para evitar que el amplificador comience a oscilar (pitar) a altas frecuencias, a costa de reducir su ancho de banda.

4. Pines del LM741 (Clásico)

  • Pin 2 (Inversora -): La realimentación (R2) entra aquí para estabilizar la ganancia.
  • Pin 3 (No Inversora +): Aquí inyectamos Vin para que la señal salga en fase (sin invertirse).
  • Pin 6 (Salida): Extraemos Vout ya amplificada.
  • Pines 7 y 4: +Vcc y -Vee (Alimentación).
  • Pines 1 y 5 (Offset Null): Para conectar el potenciómetro de ajuste a cero.
Contacto: tecnologia.profe.javier@gmail.com