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6.12: Problemas

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    87708
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    Preguntas de revisión

    1. ¿Cuáles son las ventajas de usar un amplificador de instrumentación versus un amplificador diferencial simple de amplificador operacional?

    2. ¿Cómo podría construirse un amplificador de instrumentación a partir de amplificadores operacionales de uso general?

    3. ¿Cuáles son las ventajas de usar amplificadores operacionales programables?

    4. ¿Cuáles son los resultados de alterar la corriente de programación en un amplificador operacional programable?

    5. Dar al menos dos aplicaciones para un amplificador operacional de alta potencia.

    6. Dar al menos dos aplicaciones para un amplificador operacional de alta velocidad.

    7. ¿Qué es una OTA?

    8. ¿En qué se diferencia una OTA de un amplificador operacional programable?

    9. Dar una aplicación que podría usar una OTA.

    10. Dar al menos tres aplicaciones que podrían beneficiarse de circuitos integrados lineales especializados.

    11. Describa cómo un amplificador Norton logra la diferenciación de entrada.

    12. Enumere algunas de las principales diferencias de diseño que deben tenerse en cuenta cuando se trabaja con amplificadores Norton frente a amplificadores operacionales ordinarios.

    13. Explique por qué un amplificador de retroalimentación de corriente no sufre las mismas limitaciones de ganancia de ancho de banda que los amplificadores operativos ordinarios.

    Problemas

    Problemas de análisis

    1. Un amplificador de instrumentación tiene una señal de entrada diferencial de 5 mV y una entrada de zumbido de modo común de 2 mV. Si el amplificador tiene una ganancia diferencial de 32 dB y una CMRR de 85 dB, ¿cuáles son los niveles de salida de la señal deseada y la señal de zumbido?

    2. Determine\(V_{out}\) en la Figura\(\PageIndex{1}\) si\(V_{in+} = +20 mV\) DC y\(V_{in-} = -10 mV\) DC.

    6.12.1.png

    Figura\(\PageIndex{1}\)

    3. Repita el Problema 2 para una señal de entrada diferencial de 10 mV pico a pico.

    4. Repita el Problema 3 para una señal de entrada diferencial de 20 mV pico a pico y una señal en modo común de 5 mV pico a pico. Supongamos que el sistema CMRR es de 75 dB.

    5. Determine la corriente de programación en la Figura 6.3.2 si\(R_{set} = 1 M\Omega\). Asumir suministros estándar de\(\pm\) 15 V.

    6. Usando un amplificador programable LM4250, determine los siguientes parámetros si\(I_{set} = 5 \mu A\): velocidad de respuesta, voltaje de ruido de entrada\(f_{unity}\), corriente de polarización de entrada, corriente de suministro en espera y ganancia de bucle abierto.

    7. Determine la ganancia de voltaje\(f_2\), y el ancho de banda de potencia (asuma\(V_p\) = 10 V) para el circuito de la Figura\(\PageIndex{2}\).

    6.12.2.png

    Figura\(\PageIndex{2}\)

    8. El circuito de la Figura\(\PageIndex{3}\) utiliza una resistencia dependiente de la luz para activar o desactivar el amplificador. Bajo plena luz, esta LDR exhibe una resistencia de 1 k\(\Omega\), pero bajo condiciones no lumínicas, la resistencia es de 50\(\Omega\) M. ¿Cuáles son la corriente de espera y\(f_{unity}\) los valores en condiciones de plena luz y sin luz?

    6.12.3.png

    Figura\(\PageIndex{3}\)

    9. Determine la capacitancia requerida para establecer PSRR en al menos 20 dB a 100 Hz para un amplificador de potencia LM386.

    10. ¿Cuál es el ancho de banda de potencia para una señal de pico de 5 V en la Figura 6.6.1?

    11. Determine la disipación del dispositivo para un LM386 que entrega 0.5 W en una carga de 8 ohmios. Supongamos que se utiliza una fuente de alimentación de 12 V.

    12. Determinar la resistencia de entrada, la resistencia de salida y la transconductancia para un LM13700 OTA con\(I_{abc} = 100\)\(\mu\) A.

    13. Determinar el valor de\(I_{abc}\) en la Figura 6.7.2 si\(V_{control}\) = 0.5 V DC.

    14. Recalcular el valor de\(R_i\) para el circuito de la Figura 6.8.4 si se desea una ganancia de voltaje de 45.

    15. Recalcular el valor de capacitancia de entrada para el circuito de la Figura 6.8.4 si se desea una frecuencia de interrupción más baja de 15 Hz.

    Problemas de diseño

    16. Diseñe un amplificador de instrumentación con una ganancia de 20 dB usando el LT1167

    17. Utilizando el LM3900, diseñe un amplificador inversor con una ganancia de 12 dB, una impedancia de entrada de al menos 100 k\(\Omega\) y una frecuencia de ruptura inferior no mayor a 25 Hz.

    18. Utilizando el LM3900, diseñe un amplificador no inversor con una ganancia de 24 dB, una impedancia de entrada de al menos 40 k\(\Omega\) y una frecuencia de ruptura inferior no mayor a 50 Hz.

    19. Utilizando el CLC1606, diseñe un amplificador no inversor con una ganancia de 6 dB

    20. Utilizando el CLC1606, diseñe un amplificador inversor con una ganancia de 12 dB.

    Problemas de desafío

    21. Usando Figura\(\PageIndex{1}\) como guía, diseñe un amplificador de instrumentación con una ganancia diferencial de 40 dB. El ancho de banda del sistema debe ser de al menos 50 kHz. Indica qué amplificadores operacionales quieres usar.

    6.12.4.png

    Figura\(\PageIndex{4}\)

    22. Determine la ganancia\(f_2\), el ancho de banda de potencia (\(V_p = 10 V\)) y la corriente de espera para el circuito de la Figura\(\PageIndex{4}\) si\(V_b= 0 V\), y si\(V_b = -15 V\).

    23. Diseñe un amplificador de potencia con una ganancia de voltaje de 32 dB usando el LM386.

    24. Determinar\(V_{out}\) en la Figura 6.7.2 si\(V_{control} = 1 V DC \) y onda sinusoidal\(V_{in} = 100\) mV.

    25. Croquis\(V_{out}\) para la Figura 6.7.2 si\(V_{control}(t) = 1 \sin 2 \pi 1000 t\), y\(V_{in}(t) = 0.5 \sin 2 \pi 300,000 t.\)

    26. Alterar la Figura 6.7.2 de tal manera que una señal de entrada de 100 mV producirá una señal de salida de 1 V cuando\(V_{control}\) es +2 V.

    27. Derivar la Ecuación 6.2.9 del texto.

    Problemas de simulación por computadora

    28. Utilice un simulador para verificar el diseño producido en el Problema 21.

    29. Simular la salida del circuito que se muestra en la Figura 6.8.4. Utilice una fuente de alimentación de +15 V CC con\(V_{in}(t) = 0.01 \sin 2 \pi 100 t\).

    30. Utilizar un simulador para verificar la ganancia del diseño producido en el Problema 18.

    31. La falta de coincidencia del dispositivo puede afectar negativamente el CMRR de un amplificador de instrumentación. Vuelva a ejecutar la simulación del amplificador de instrumentación (Figura 6.2.5) con una tolerancia del\(\pm\) 5% aplicada al valor de\(R_{i}^{'}\) (Rip). A partir de estas simulaciones, ¿qué crees que pasaría si todas las resistencias de circuito tuvieran esta misma tolerancia?


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