Ganancia amplificador

Ganancia amplificador
Ganancia (electrónica). Cuando dos personas hablan, la comunicación se establece gracias a las transferencias de energía que van en las ondas sonoras. Los cambios en esta onda son la señal. Si los altavoces están a un metro de distancia, la transferencia de energía es suficiente para que el oído sea sensible y pueda interpretar el mensaje contenido en los cambios de energía recibidos a través de las ondas sonoras. Si, por el contrario, los interlocutores están a 1000 metros de distancia, la energía transferida será 106 veces menor y el mensaje no puede ser interpretado porque el oído no es sensible a señales de tan baja energía. Para establecer la comunicación, es necesario amplificar la señal en el receptor o transmisor o parte y parte un millón de veces. Se dice que se necesita un amplificador con una ganancia de potencia de 10^6.

Amplificador operacional

El Amplificador Operacional también llamado OpAmp, u Op-Amp es un circuito integrado. Su función principal es amplificar el voltaje con una entrada de tipo diferencial para tener una salida amplificada y conectada a tierra. También existen tales circuitos desde 1964 donde los primeros modelos son los 702, 709 y 741 desarrollados por Fairchild, y 101 y 301 por National Semiconductor. La salida de los amplificadores operacionales resuelve en gran medida la difícil tarea de amplificar las señales con transistores. En la actualidad, el uso de amplificadores operacionales para aplicaciones suele ser más barato, más rápido y más pequeño en el espacio que sus homólogos de transistores, normalmente MOSFET. Algunas de estas aplicaciones pueden ser: amplificador de instrumentación, amplificador diferencial, convertidor de corriente a voltaje. Con un Amplificador Operacional, puede hacer temporizadores, comparadores o detectores de voltaje, acondicionar señales para ADCs y mucho más.

Hoy en día existen amplificadores operacionales para diferentes tipos de aplicaciones, sería imposible detallar en cada una de ellas. Les dejamos con algunos de los más comunes para que puedan comprobar sus hojas de datos. El amplificador de instrumentación INA125, OpAmp LM258, Op-Amp MC1741, TL031, TL081, TL084 y el famoso LM741

Unidades

La ganancia es una magnitud adimensional medida en unidades como el belio (símbolo: B) o en múltiplos como el decibelio (símbolo: dB). La ganancia de potencia suele expresarse en la unidad logarítmica llamada decibelio, cuya abreviatura es dB. El decibelio es una unidad de medida definida para cuantificar el aumento de potencia en los amplificadores o su pérdida en los atenuadores. La magnitud en dB se obtiene a través de la expresión: ap(dB)=10log10Ap, donde ap es la amplificación en dB, mientras que Ap es la ganancia o relación entre la potencia de salida (Po) y la potencia de entrada (Pi) al circuito; es decir: Ap=Po/Pi.

Ejemplo: Ap=2... ap=3dB y Ap=1/10... ap=10dB.

Además, las ganancias de tensión (voltaje, como se conoce mayormente) y corriente (corriente) pueden ser expresadas en esta unidad, a partir de la definición inicial referida a la potencia, teniendo en cuenta su relación con la tensión y la corriente. Entonces, las expresiones correspondientes serían: av=10log10Av, donde Av=Vo/Vi (Vo, voltaje de salida y Vi, entrada). Así que: Av=2 y av=3dB. De manera similar, si Ai=Io/Ii, la ganancia ai en dB se obtiene con la expresión:

ai=10log10Ai o ai=10log10Io/Ii.

Ambas expresiones dadas para la ganancia de voltaje y corriente en dB, son válidas si tenemos en cuenta que la resistencia de entrada es igual a la resistencia de salida del circuito, que los valores de ap, ai y av (en dB) son numéricamente similares entre sí.

EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Un amplificador operacional (A.O. también op-amp), es un amplificador de alta ganancia acoplado directamente, que se alimenta generalmente con fuentes positivas y negativas, lo que le permite obtener excursiones tanto por encima como por debajo de la masa o del punto de referencia que se está considerando. Se caracteriza especialmente por su respuesta en: frecuencia, cambio de fase y alta ganancia que viene determinada por la retroalimentación introducida externamente. Por su diseño, tiene una alta impedancia de entrada (Z) y una salida muy baja.

 

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