INFORME DE LABORATORIO
- Voltaje de Offset
Componentes y Equipos Utilizados :
- Fuente dual
- Voltímetro
- Amplificador Operacional LF351
- Resistencias de 100
¨ y 100k¨
Condensador de 0.2µF
- Montaje
: En al figura 1 se aprecia el montaje realizado, con el ánimo de tomar las mediciones pedidas.
Figura 1.
- Procedimiento y Calculo
: Este primera medición consiste en tomar, por medio del voltímetro, el valor del voltaje que se tiene a la salida del operacional. Con este valor establecido, procedemos a usar la siguiente ecuación vista en clase :
(Ecuación 1)
La medición realizada en el laboratorio fue : V0 = 11.17V.
Reemplazando el anterior valor en la ecuación 1, encontramos que :
- Calculo Teórico
: Usando como circuito base, el de la figura 2, se puede decir que no es posible despreciar la caída de tensión entre la pata inversora (2) y la no inversora (3), ya que es precisamente este voltaje el que queremos calcular.
Figura 2.
Teniendo el punto 2 como Vio, simplemente se plantean la siguiente ecuación :
Despejando de la anterior ecuación el valor de Vio, se obtiene la siguiente expresión :
A estas alturas seria necesario conocer el voltaje de salida. Como no lo podemos obtener de forma teórica, vamos a recurrir al que hallamos en la medición de laboratorio. Tomando dicho valor llegamos a que :
- Comparación con las hojas de datos
: La hoja de especificaciones da 0.7mV como valor típico de tensión de entrada offset, y como valor máximo 3.8mv.
El valor encontrado en el laboratorio fue de 11.2mV.
Obviamente nuestro resultado no se encuentra dentro del rango especificado, pero creemos que el dato no es erróneo, ya que en nuestra medición no contamos con las mismas condiciones con las que fueron hechas las mediciones para la hoja de especificaciones. Entre otras discrepancias podemos decir que las condiciones ambientales no son las mismas, además de que el tipo de equipo utilizado en cada medición varia sustancialmente en cuanto a precisión y calidad.
- Corrientes de Polarización
Componentes y Equipos Utilizados :
- Fuente dual
- Voltímetro
- Amplificador Operacional LF351
- Resistencia de 100M¨
- Condensadores de 270pF y 0.1µF
- Montaje
: En al figura 3 se aprecia el primer montaje realizado para calcular IB-, y la figura 4 es el montaje para calcular IB+.
Figura 3.
Figura 4.
- Procedimiento y Calculo
: Para determinar la corriente de polarización se partio en dos el problema. Primero se calculo el valor de I
B-. El procedimiento consistió en tomar el voltaje de salida en el circuito que se muestra en figura 3. Para determinar el valor de IB- se procedió así :
(Ecuación 2. )
La medición de V0 que se realizo en laboratorio nos dio un valor de 2.7mV. ReemplazandoV0 por 2.7mV y RNETA por 100M en la ecuación 2, se obtiene que :
Un procedimiento prácticamente idéntico se realizo para encontrar el valor de I
B+. El voltaje de salida para la configuración de la figura 4, dio un valor de 7mV. Aplicando una ecuación de la forma de la ecuación 2, pero para IB+ se obtiene que :
Sabemos que la corriente de polarización total I
B es el promedio entre la IB+ e IB-, por lo tanto :
Reemplazando valores :
I
B = 48.5 pA
- Comparación con la hoja de datos
: La hoja de especificaciones da como corriente de polarización a 0.14 nA como valor típico, y 0.8 nA como valor máximo.
El valor que nosotros obtuvimos esta muy por debajo y fuera de rango estipulado por los fabricantes; sin embargo nuevamente hay que hacer salvedad acerca de la diferencia de condiciones a la hora de toma de medidas. En este numeral de la práctica, también cabe nombrar que por ejemplo no nos fue conseguir una resistencia cercana a 100M, por lo que tuvimos que recurrir a formarla a base de resistores en serie, por lo que en algún porcentaje el calculo final puede ampliar su inexactitud.
- Resistencia de Entrada
Componentes y Equipos Utilizados :
- Fuente dual
- Generador de señales
- Osciloscopio
- Amplificador Operacional LF351
- Resistencias de 4.7k¨ y 100k¨
- Potenciometro de 10k
¨
- Condensador de 2
pF
- Montaje
: En al figura 5 se aprecia el montaje realizado, con el ánimo de tomar las mediciones requeridas.
Figura 5.
- Procedimiento y Calculo
: La idea del montaje de la figura 5, es ir monitoreando en el osciloscopio, la señal tanto antes del potenciometro como después del potenciometro. El potenciometro, cuyo valor máximo es de 10k, se empezó a variar desde 0, y se detuvo en el instante en que observamos en el osciloscopio que la señal de "salida" (después del potenciometro y antes de la resistencia de 4.7k) era exactamente la mitad de la amplitud de la señal de entrada. Realizado todo el procedimiento anteriormente descrito obtuvimos que :
- Explicación teórica :
Analizando el procedimiento que se siguió, era apenas previsible que la resistencia que se encontrara estuviera por el orden de 4K a 5K. La deducción que hacemos es que si determinamos el valor potenciometro una vez la señal de entrada ha caído a la mitad de su amplitud, es porque tenemos un circuito con dos resistencias de igual magnitud. Si se observa hacia la derecha del potenciometro, es claro que la resistencia que se ve es la de 4.7k, ya que se puede afirmar que la resistencia de entrada del operacional es grande y por lo tanto de mayor peso, frente a la de 4.7k. Es por eso que el valor del potenciometro da un valor cercano a 4.7k.
A nuestro parecer, la resistencia hallada en este punto es la de entrada del circuito, más no la de entrada del operacional.
- Frecuencia de Corte y Producto Ganancia-Ancho de Banda
Componentes y Equipos Utilizados :
- Fuente dual
- Generador de señales
- Osciloscopio
- Amplificador Operacional LF351
- Resistencias de 4.7k
¨ y 100k¨
Condensador de 2pF
- Montaje
: En al figura 6 se aprecia el montaje realizado, con el ánimo de tomar las mediciones requeridas.
Figura 6.
- Procedimiento y Calculo
: La idea del montaje que se aprecia en la figura 6, es el de monitorear con el osciloscopio, tanto la entrada como la salida. Posteriormente la idea es ir variando la frecuencia de la señal de entrada hasta un punto tal en el que se produzca en la señal de salida una disminución al 70 % de la amplitud original de la señal de entrada. Una vez apreciado dicho fenómeno, era preciso tomar nota del periodo de la señal de salida indicado por el osciloscopio. En nuestro caso el resultado fue:
T = 0.65
µs
Como es sabido, el inverso del periodo (T) es la frecuencia, por lo tanto: f = 1.54MHz
CONCLUSIONES
Al termino de la presente práctica de laboratorio llegamos a sacar como puntos clave los siguientes aspectos :
- Creemos que a pesar de que los resultados no estuvieron dentro de los rangos estipulados por las hojas de especificaciones, la práctica fue buena, ya que logramos obtener datos coherentes. Es claro que las hojas de especificaciones recoge datos muy precisos, que precisamente requirió un grado de sofisticación grande en su consecución. Nosotros, por el contrario, realizamos mediciones con equipos de no tanta precisión ni sofisticación, por ende el desfase de resultados.
- A pesar de poseer en apariencia las más condiciones, ningún chip tiene características iguales a los demás. Este aspecto es otra razón que cuenta a la hora de justificar los desfases de las respuestas esperadas con respecto a las obtenidas.
Finalmente consideramos que la práctica fue para nosotros muy provechosa, ya que es uno de nuestros primeros acercamientos a este tipo de elementos, y a pesar de que tuvimos algunos inconvenientes en aspectos básicos, creemos que la práctica sirvió para aclarar algunas dudas al respecto.
