Ondas de entrada y salida de un derivador con Amp. Op.
Un derivador es un circuito en el que la señal de salida es proporcional a la derivada en el tiempo de la señal de entrada. En otras palabras: La salida es proporcional a la velocidad de variación de la señal de la entrada.
La fórmula: Velocidad de cambio = ∆ Vent / ∆ t , donde ∆ = cambio
Tipos de ondas de entrada:
Señal de entrada es una tensión fija (ejemplo: 3 Voltios):
La velocidad de variación de la señal de entrada es y por consiguiente la salida también será cero.
Señal de entrada es una onda cuadrada:
Cada vez que la señal cambia de nivel hay una brusca variación en la señal de entrada (se pasa de un nivel de tensión a otro en un tiempo muy corto). En la salida se observan unos picos, tanto en el sentido positivo como negativo. (dependiendo del sentido de la variación).
Señal de entrada es una onda triangular:
La señal de salida es cuadrada, ejemplo: En el caso de la onda cuadrada de 3 voltios de amplitud: Velocidad de cambio = (3 V – 0 V) / (0.005 s – 0 s) = 600 voltios/s
Si el tiempo fuera menor, la velocidad de cambio aumentaría. La salida de cada salto está invertida debido a que la entrada está conectada al la patita inversora del amplificador operacional. Cuando la señal de entrada es sinusoidal, la salida del derivador es como se muestra en el siguiente gráfico.
Aquí Vsal = -VP cos wt (negativo, pues el derivador es también inversor)
Como VP = A Vent w, entonces Vsal = – A Vent w cos wt ó Vsal = – A Vent 2 pi f cos wt
De la última fórmula se puede ver que un derivador es proporcional a la frecuencia de la señal de entrada. La mayor velocidad se da cuando la señal cruza el eje horizontal con un ángulo pronunciado. Si hubiese ruido a la entrada, este normalmente sería de una frecuencia más alta comparada con la señal a derivar, esto causaría que pequeños valores de ruido aparezcan a la salida mucho más grandes.
Para evitar esto se coloca en la entrada una resistencia R1 (en serie con el condensador C) y un condensador C1 se agrega en paralelo con la resistencia de realimentación (R) para reducir la tendencia a oscilar del circuito.
Estos dos últimos componentes (R1 y C1) reducen la capacidad de derivación del circuito, pero solo lo hacen hasta la frecuencia que determinan los resistores y condensadores.
