10.1: Introducción

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Hasta este punto, hemos examinado una serie de diferentes circuitos y aplicaciones de amplificador operacional. Vistos desde una perspectiva puramente matemática, los circuitos realizan funciones básicas. Los amplificadores multiplican una cantidad de entrada por una constante. Los amplificadores controlados por voltaje o transconductancia se pueden usar para multiplicar una cantidad por una variable. También se pueden producir valores absolutos y funciones logarítmicas. No hay razón para detenerse solo con estas herramientas; se pueden alistar funciones matemáticas superiores. En este capítulo examinaremos los circuitos que realizan integración y diferenciación. Si bien estos circuitos pueden parecer algo esotéricos a primera vista, pueden resultar bastante útiles. Los integradores realizan la función de suma a lo largo del tiempo. Se pueden usar siempre que se requiera una función de integración, por ejemplo, para resolver ecuaciones diferenciales. El diferenciador es el espejo del integrador y puede ser utilizado para encontrar tasas de cambio. Una posible aplicación es encontrar aceleración si el voltaje de entrada representa una velocidad.

Los integradores y diferenciadores se pueden combinar con amplificadores sumadores y bloques de ganancia simples para formar computadoras analógicas, que se pueden usar para modelar sistemas físicos. Esto puede ser una valiosa ayuda en el diseño inicial y las pruebas de cosas tales como sistemas de suspensión mecánica o altavoces. A diferencia de sus homólogos digitales, las computadoras analógicas no requieren el uso de un lenguaje de programación, per se. Además, pueden responder en tiempo real
a un estímulo de entrada.

Además del uso obvio como herramienta matemática directa, los integradores y diferenciadores pueden ser utilizados para propósitos de conformación de onda. Como ejemplo, el generador cuadrado/triángulo del Capítulo Nueve utilizó un integrador. Con la excepción de los sinusoides simples, tanto el integrador como el diferenciador cambiarán la forma fundamental de una forma de onda. Esto podría contrastarse con un amplificador simple que solo hace que una onda sea más grande y no altere la forma básica. Para trabajos prácticos, se requerirán ciertas alteraciones a los circuitos ideales. También se estudiarán los efectos de estos cambios, tanto buenos como malos.