Los amplificadores operativos son componentes esenciales en el procesamiento de señales analógicas. Se utilizan para crear circuitos que realizan operaciones matemáticas como integración y diferenciación. Entender cómo construir y analizar estos circuitos es fundamental para el diseño y análisis de electrónica.

Construyendo circuitos integradores

Un circuito integrador produce una salida proporcional a la parte integral de la señal de entrada. Normalmente utiliza un amplificador operativo con un resistor y condensador conectado en una configuración específica.

La señal de entrada se aplica a través de un resistor a la entrada de inversión de la op-amp. Un condensador está conectado entre la salida y la entrada de invertido. La entrada no invertido está basada. Esta configuración hace que el voltaje de salida sea proporcional a la parte integral del voltaje de entrada a lo largo del tiempo.

Construyendo circuitos de diferenciadores

Un circuito diferenciador produce un voltaje proporcional a la velocidad de cambio de la señal de entrada. También utiliza un amplificador operativo con un resistor y condensador pero en una configuración diferente del integrador.

La señal de entrada se alimenta a través de un condensador a la entrada de inversión de la op-amp. Un resistor conecta la salida a la entrada de invertidos. La entrada no de invertido está basada. Esta configuración hace que el voltaje de salida sea proporcional al derivado del voltaje de entrada.

Analizar el comportamiento del circuito

El comportamiento de los circuitos integrador y diferenciador se puede entender a través de sus funciones de transferencia. La función de transferencia del integrador es inversamente proporcional a la frecuencia, lo que lo hace adecuado para señales de baja frecuencia. Por el contrario, la función de transferencia del diferenciador es directamente proporcional a la frecuencia, lo que lo hace receptivo a señales de alta frecuencia.

Ambos circuitos son sensibles al ruido y requieren consideraciones de diseño adecuadas, como añadir resistencias para limitar la ganancia de alta frecuencia o utilizar filtros para estabilizar la salida.

Aplicaciones

Los circuitos integradores y diferenciadores se utilizan en varias aplicaciones, incluyendo generación de ondas, procesamiento de señales y sistemas de control. Son fundamentales en el diseño de filtros, osciladores y computadoras analógicas.