a.TEMA 1. EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL DE
PROPÓSITO GENERAL: CARACTERÍSTICAS
Y CONFIGURACIONES

1.1.     Amplificador diferencial. Curvas y
parámetros característicos.
1.2.     El AO. ideal.
1.2.1.   Modelo de Thêvenin.
1.2.2.   Ganancia de voltaje en lazo abierto.
Saturación. Concepto de "cortocircuito
virtual".
Realimentaciones negativa y positiva.
1.3.     El amplificador operacional de propósito
general 741.
1.3.1.   Símbolo, encapsulado, terminales y
esquema del circuito.
1.4.     Primeras experiencias con un
amplificador operacional.
1.4.1.   Aplicaciones básicas con realimentación
negativa.
1.4.1.1. Amplificadores inversor y no inversor.
Convertidor corriente-tensión.
Sumadores. Integrador. Derivador.
1.4.2.   Aplicaciones elementales sin
realimentación, en lazo abierto.
1.4.2.1. Detectores de nivel de voltaje positivo
y negativo.
1.5.     Estudio de las desviaciones más
importantes de la idealidad.
Limitaciones prácticas.
        

            b.TEMA 2. CIRCUITOS COMPARADORES ELECTRÓNICOS
REGENERATIVOS. APLICACIONES DE
CONTROL ON-OFF

2.1.     Introducción.
2.2.     Efectos del ruido sobre los circuitos
comparadores.
2.3.     Realimentación positiva.
2.3.1.   Objetivos. Umbrales superior e inferior
de voltaje.
2.4.     Detector de cruce por cero con
histéresis.
2.4.1.   Definición de histéresis. Inmunización
contra el ruido.
2.5.     Detectores de nivel de voltaje con
histéresis.
2.5.1.   Introducción.
2.5.2.   Detector no inversor de nivel de voltaje
con histéresis.
2.5.3.   Detector inversor de nivel de voltaje
con histéresis.
2.6.     Regulación independiente del voltaje
central y del voltaje de histéresis.
2.6.1.   Introducción.
2.6.2.   Circuito de control de un cargador de
batería.
2.7.     Principios del control de procesos.
2.7.1.   El control todo-nada.
2.7.2.   El termostato como comparador.
2.8.     Detectores de ventana.
2.8.1.   Introducción.
2.8.2.   Posibles configuraciones.
        

            c.TEMA 3. AMPLIFICADORES DIFERENCIALES, DE
INSTRUMENTACIÓN Y DE PUENTE

3.1.     Introducción.
3.2.     El amplificador diferencial básico.
3.2.1.   Función, análisis del circuito e
inconvenientes.
3.2.2.   Tensión de modo común.
3.2.3.   Comparación con el amplificador de una
sola entrada.
3.3.     Mejoras al amplificador diferencial
básico.
3.3.1.   Aumento de las resistencias de entrada.
3.3.2.   Amplificador con ganancia ajustable.
3.3.2.1. El problema de las cargas flotantes.
3.4.     El amplificador de instrumentación.
3.4.1.   Funcionamiento del circuito.
3.4.2.   Configuración para salida acoplada en
continua.
3.5.     Medición con el amplificador de
instrumentación.
3.5.1.   Conexión con la terminal sensora.
3.5.2.   Medidas de tensión diferencial.
3.6.     Amplificadores básicos de puente.
3.6.1.   Conexión directa a puente de medida con
transductor.
3.7.     Amplificador de puente práctico con el
AO 741.
3.7.1.   El aumento del margen de linealidad.
3.7.2.   Conexión del transductor a tierra.
3.8.     Detector de deformaciones.
3.8.1.   El sensor de deformaciones.
3.8.2.   Conexión de puente básica.
3.8.3.   Circuito con el amplificador de
instrumentación AD521.
        

            d.TEMA 4. FILTROS ACTIVOS

4.1.     Introducción.
4.1.1.   Filtros pasivos, tipos de filtros según
la banda de paso.
4.1.2.   Filtros activos ideales.
4.2.     Filtros de primer orden.
4.2.1.   Funciones de transferencia.
4.2.2.   Realizaciones prácticas y procedimiento
de diseño.
4.3.     Filtros de segundo orden.
4.3.1.   Funciones de transferencia. Filtro de
Butterworth.
4.3.2.   Realizaciones prácticas. Células de
Sallen-Key y Rauch.
4.3.2.1. Circuito con realimentación múltiple.
4.3.2.2. Circuito con fuente de tensión
controlada por tensión.
4.3.3.   Procedimiento de diseño.
4.3.4.   Optimización de la respuesta temporal.
4.4.     Filtros de orden superior.
4.4.1.   Realizaciones prácticas.
4.4.2.   Procedimiento de diseño.
        

            e.TEMA 5. CIRCUITOS CON AMPLIFICADORES
OPERACIONALES Y DIODOS

5.1.     Introducción: Limitadores, recortadores
y rectificadores de precisión.
5.2.     Limitador paralelo básico.
5.3.     Limitador serie básico.
5.4.     Problemas a resolver para obtener
circuitos de precisión.
5.5.     Dos mejoras al recortador básico.
5.5.1.   Limitador paralelo o recortador con
fuentes fijas.
5.5.2.   Mejora de la pendiente en la zona de
recorte.
5.6.     Limitador serie o circuito con "zona
muerta" de precisión.
5.6.1.   Bloques con salida positiva y negativa.
5.6.2.   Bloque con salida bipolar.
5.7.     Circuito limitador de precisión base
perfeccionado, de limitación
unilateral.
5.8.     Aplicaciones de los limitadores serie.
5.8.1.   Rectificadores lineales de precisión.
5.8.1.1. Rectificadores de media onda.
5.8.1.2. Generadores de valor absoluto y
generador de valor medio.
5.8.2.   Generadores de función a tramos.
5.8.3.   Detectores de pico.
5.9.     Amplificadores logarítmicos y
antilogarítmicos. Aplicaciones:
divisores y multiplicadores analógicos.
        

            f.TEMA 6. GENERADORES DE SEÑAL

6.1.     Circuito astable o multivibrador libre.
6.1.1.   Basados en amplificador operacional
6.1.1.1. Funcionamiento del circuito y cálculo
de la frecuencia de oscilación.
6.1.2.   Basados en circuitos integrados
comparadores.
6.1.2.1. Funcionamiento del circuito y cálculo
de la frecuencia de oscilación.
6.2.     Temporizador con disparo único
retardado.
6.2.1.   Estado estable y estado temporizado.
6.2.2.   Ejemplo de alimentación a carga
resistiva.
6.3.     Circuito monoestable basado en
amplificador operacional.
6.4.     El temporizador integrado 555.
6.4.1.   Esquema interno.
6.4.2.   Modos de operación.
6.4.2.1. Astable.
6.4.2.2. Monoestable y circuitos de disparo.
6.5.     Generador de ondas cuadradas y
triangulares.
6.6.     Generador de diente de sierra.
        

            g.TEMA 7. CARACTERÍSTICAS DE LOS AMPLIFICADORES
ELECTRÓNICOS REALIMENTADOS

7.1.     Concepto de realimentación.
7.2.     Clasificación de los amplificadores
realimentados.
7.2.1.   Amplificador de tensión.
7.2.2.   Amplificador de corriente.
7.2.3.   Amplificador de transconductancia.
7.2.4.   Amplificador de transrresistencia.
7.3.     Elementos del circuito. Función de
transferencia en lazo cerrado.
7.4.     Características generales de los
amplificadores con realimentación
negativa.
7.4.1.   Estabilidad de la función de
transferencia.
7.4.2.   Distorsión de frecuencia.
7.4.3.   Reducción del ruido.
7.5.     Resistencias de entrada y de salida.
7.6.     Ejemplos de análisis.
        

            h.TEMA 8. RESPUESTA EN FRECUENCIA Y ESTABILIDAD
DE LOS AMPLIFICADORES REALIMENTADOS

8.1.     Introducción, Características de un
sistema realimentado con
amplificadores operacionales.
8.2.     Ganancia y ancho de banda de un
amplificador realimentado.
8.3.     El Principio de Inversión.
8.4.     Concepto de estabilidad. Técnicas de
estudio de la estabilidad.
8.4.1.   Criterio de Routh.
8.4.2.   El lugar de las raíces.
8.4.3.   Criterio de Bode.
8.5.     Compensación. Técnicas.
8.5.1.   Compensación por avance de fase.
8.5.2.   Compensación por retardo de fase.
        

            i.TEMA 9. OSCILADORES SINUSOIDALES CON
TRANSISTORES Y AMPLIFICADORES
OPERACIONALES

9.1.     Concepto de oscilación sinusoidal.
9.2.     Criterio de Barkhausen.
9.3.     Osciladores RC.
9.3.1.   Puente de Wien.
9.3.2.   Oscilador de cambio de fase.
9.3.3.   Estabilidad en frecuencia.
9.4.     Osciladores LC.
9.5.     Osciladores a cristal.
        

            j.TEMA 10. POLARIZACIÓN DE TRANSISTORES

10.1.    Punto de reposo.
10.2.    Recta de carga en continua.
10.3.    Recta de carga en alterna.
10.4.    Análisis de un circuito.
10.5.    Problema de síntesis.
        

            k.TEMA 11. MODELOS DE PEQUEÑA SEÑAL DE
TRANSISTORES EN BAJA y ALTA
FRECUENCIA

11.1.    El cuadripolo.
11.2.    Modelo híbrido de transistor bipolar.
11.3.    Análisis de un circuito amplificador
utilizando el modelo de parámetros h.
11.4.    Modelo híbrido en EC simplificado.
11.5.    Modelo híbrido "pi".
11.6.    Modelo físico del transistor de efecto
de campo.
        

            l.TEMA 12. RESPUESTA EN FRECUENCIA DE
CIRCUITOS AMPLIFICADORES

12.1.    Distorsión en los amplificadores.
12.2.    Fidelidad de un amplificador.
12.3.    Respuesta en baja frecuencia.
12.4.    Respuesta en alta frecuencia.
12.5.    Respuesta de un amplificador a un
escalón de tensión.
12.6.    Respuesta de un amplificador a un
impulso.
12.7.    Diagrama de Bode de amplitud y fase.
Ancho de banda.
        

            m.PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Las prácticas de laboratorio son de dos tipos,
las que suponen montar los circuitos
electrónicos componente a componente y las que
se llevan a cabo con la consola de entrenamiento
entrenamiemto profesional EB2000. En el campus
virtual se incluye una guía de practicas para
las que se realizan con montajes reales. A
continuación comento los contenidos de las
memorias sin que este sea su orden experimental.

PRÁCTICA 1. EL AO DE PROPÓSITO GENERAL.
CONFIGURACIONES BÁSICAS

En primer lugar se identifican los terminales del
AO741. Las primeras configuraciones,
amplificadores inversor y no inversor permiten
observar:

•  Funcionamiento lineal de los sistemas.
•  Concepto de cortocircuito virtual.
•  Elementos de control de ganancia.
•  Resistencias de entrada y salida.
•  Constancia del producto ganancia/ancho de banda.

Las configuraciones integrador y derivador
permiten Estudiar la realización práctica
de estas funciones.

PRÁCTICA 2. COMPARADORES REGENERATIVOS

En primer lugar se emplea un A.O. de propósito
general (741) con el fin de comprobar el
funcionamiento de un detector de cruce por cero
en sus versiones inversora y no inversora. Se
observa la presencia de un pequeño ciclo de
histéresis asociado al proceso de fabricación
del circuito integrado, ya que el sistema no
posee realimentación positiva. Ésta aparece en
el siguiente montaje, comparador detector de
nivel no inversor con histéresis, donde se
mide el voltaje de histéresis en el dominio
temporal (entrada triangular capaz de provocar
las transiciones) y se obtiene la característica
de transferencia (ciclo de histéresis) empleando
el modo X-Y del osciloscopio. Finalmente, se
montan circuitos con comparadores de propósito
específico (311 y 339) para verificar las mejoras
introducidas.

PRÁCTICA 3. EL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

Se utiliza un amplificador diferencial construido
con amplificadores operacionales discretos con el
fin de observar su comportamiento en CC y CA.

PRÁCTICA 4. RECTIFICADORES DE PRECISIÓN

Rectificadores de media onda y onda completa
basados en circuitos con amplificadores
operacionales y diodos. Modificación de las
configuraciones para obtener medidores de
valor medio y detectores de nivel.

PRÁCTICA 5. FILTROS ACTIVOS

Filtros paso banda, alta y baja según las
configuraciones inversora y no inversora.
Análisis de su respuesta en frecuencia.

PRÁCTICA  6. OSCILADORES SENOIDALES

Oscilador de desplazamiento de fase: Captura se
la salida en arranque y situación estacionaria,
recorte de la salida por aumento de ganancia,
cese de la oscilación por disminución de
ganancia, obtención del espectro del oscilador
con y sin saturación mediante el uso de
osciloscopio digital y transferencia de datos
RS232 al PC.

PRÁCTICA 7. OSCILADORES A CRISTAL

Se emplearán montajes realizados con osciladores
de cuarzo de alta frecuencia para medir su
frecuencia con frecuencímetros y con osciloscopios.

PRÁCTICA 8. TRANSISTORES BIPOLARES Y DE EFECTO
CAMPO: POLARIZACIÓN Y RESPUESTA EN FRECUENCIA

Diversos transistores se montarán en el
laboratorio para estudiar su polarización y
respuesta en frecuencia.