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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información
Carrera de Ingeniería Eléctrica
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
PRÁCTICA N°1
1. TEMA
DISEÑO DE AMPLIFICADORES INVERSOR, NO INVERSOR Y DIFERENCIAL
2. OBJETIVOS
2.1. Diseñar amplificadores de diferentes configuraciones, implementarlos y
comprobar su funcionamiento.
3. INFORMACIÓN
Amplificador Inversor [1]
Es un amplificador cuya ganancia en lazo cerrado está dada por la relación de sus
resistencias externas Rf y R1. Puede amplificar tanto señales DC como AC.
Para entender su funcionamiento es necesario hacer dos suposiciones de simplificación
apegadas a la realidad:
1. El voltaje entre las entradas (+) y (-) es esencialmente 0 [V], cuando no se encuentra en
saturación.
2. La corriente requerida por los terminales (+) y (-) es despreciable.
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Figura 1: Amplificador Inversor
Para su diseño es necesario considerar la fórmula para el cálculo de la ganancia de voltaje
en lazo cerrado (ACL):
𝐴𝐶𝐿 = −
𝑅𝐹
𝑅1
(1)
Además se debe considerar que la resistencia de entrada al circuito es R1, debido a las
consideraciones anteriores que hacen que todo el voltaje de la fuente caiga sobre dicha
resistencia. Es importante tomar en cuenta el efecto de carga que se genera cuando la
resistencia interna de la fuente es considerable. En este caso el valor de la ganancia de
voltaje se reduce debido a la disminución del voltaje de salida, esto se puede apreciar en la
siguiente figura:
Figura 2: Resistencia Interna de la Fuente
Amplificador No Inversor [1]
Con esta configuración el voltaje de salida tiene la misma polaridad que el voltaje de
entrada. Respecto a su resistencia de entrada se debe añadir que es extremadamente
grande, excediendo los 100 [MΩ].
Para la cuestión de diseño es necesario recordar la fórmula para determinar la ganancia de
voltaje en lazo cerrado:
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Figura 3: Amplificador No Inversor
𝐴𝐶𝐿 = 1 +
𝑅𝐹
𝑅1
Amplificador Diferencial [1]
Puede medir y también amplificar pequeñas señales que quedan ocultas en señales mucho
más intensas.
Aquí se tiene que el voltaje de salida del amplificador diferencial es proporcional a la
diferencia de voltajes aplicados a las entradas, es así como se define la ganancia
diferencial.
Vo = m (E1 − E2)
(3)
Esta fórmula sirve para el diseño de esta configuración. Además se usa ampliamente
debido a su característica de rechazo al ruido.
Figura 4: Amplificador Diferencial
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Pero este amplificador presenta dos desventajas:
1. Tiene una baja resistencia de entrada (que se puede solucionar aislando las entradas
con seguidores de voltaje)
2. El cambio de la ganancia es complicado ya que se debe satisfacer la condición:
R1 = R2 y R3= R4
(4)
Respecto a la resistencia de entrada diferencial, teóricamente se le calcula recordando la
consideración del corto circuito virtual:
Rid = 2R1
(5)
4. TRABAJO PREPARATORIO
4.1 Diseñar e implementar un amplificador inversor con ganancia de voltaje en lazo
cerrado ACL= 10.
4.2 Diseñar e implementar un amplificador no inversor con ganancia de voltaje en
lazo cerrado ACL= 10.
4.3 Diseñar e implementar un amplificador diferencial con ganancia de voltaje en
lazo cerrado ACL= 10.
4.4 Si se tiene una fuente DC cuya resistencia interna RG no es despreciable (Fig. 5),
calcular el voltaje de entrada al amplificador Vio y el voltaje de salida Vo para los
tres amplificadores antes diseñados, considerando los siguientes casos:
a) Vi = 0,5[V], RG = 1[kΩ].
b) Vi = 0,5[V], RG = 560[Ω].
Figura 5: Efecto de Carga en la Fuente
4.5 Si se tiene una fuente AC (senoidal) cuya resistencia interna RG no es
despreciable (Fig. 6 ). Calcular el voltaje de entrada al amplificador Vio (pico) y
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el voltaje de salida Vo (pico) para los tres amplificadores antes diseñados,
considerando los siguientes casos:
a) Vi = 1[V], RG = 1[kΩ].
b) Vi = 1[V], RG = 560[Ω].
Figura 6: Efecto de Carga en la Fuente
5. EQUIPO Y MATERIALES



Fuente DC
Osciloscopio
Multímetro Digital
6. PROCEDIMIENTO
6.1 Usando una fuente DC y la resistencia externa correspondiente, comprobar el
funcionamiento de los tres circuitos del preparatorio. Tomar los siguientes datos:
Vi, Vio y Vo.
6.2 Repetir el procedimiento sin resistencia externa.
6.3 Usando un generador de señales y la resistencia externa correspondiente,
comprobar el funcionamiento de los tres circuitos del preparatorio. Tomar los
siguientes datos: Vi, Vio y Vo.
6.4 Repetir el procedimiento sin resistencia externa.
7. INFORME
7.1 Presentación de los circuitos implementados con valores.
7.2 Recopilación de los resultados obtenidos en la práctica, incluyendo la ganancia de
voltaje calculada y la medida.
7.3 Análisis de resultados.
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7.4 Conclusiones y Recomendaciones
7.5 Bibliografía.
8. REFERENCIAS
[1] Coughlin Roberto F., Driscoll Frederick F. Amplificadores Operacionales y Circuitos
Integrados Lineales. Prentice Hall, México DF, 1993.
Responsable:
Ing. Luis Morales, MSc
Revisado por: Ing. Luis Morales., MSc
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