Nov 192015
 

Rectificador de instrumentación con amplificador operacional

Cuando se analiza los rectificadores de media onda o rectificador de onda completa para fuentes de alimentación, se puede notar que en casi todos los casos se desprecia la caída de tensión que hay en los diodos (0.7 voltios aprox.).

Cuando se rectifica señales alternas de 110 ó 220 voltios, despreciar 0.7 voltios no es problema. Pero cuando se trata de rectificar una señal alterna de una amplitud mucho menor (en el orden de los milivoltios), esta caída en el diodo es importante, y más, si la señal a rectificar tiene una amplitud menor a la tensión de diodo polarizado en directo (0.7 V.). Para poder rectificar estas tensiones tan pequeñas, se utiliza un amplificador operacional (Op. Amp.). Ver el gráfico anterior.

Rectificador de instrumentación de media onda con amplificador operacional - Electrónica Unicrom

Funcionamiento del rectificador de instrumentación de media onda

- Cuando la tensión de entrada es cero: los diodos no están polarizados y se comportan como circuitos abiertos. El amplificador funciona como si estuviera en circuito abierto. Ver gráfico.

Rectificador de instrumentación de media onda con amplificador operacional (cuando la entrada es 0) - Electrónica Unicrom

- Cuando la tensión en la entrada cambia ligeramente hacia un valor negativo: La entrada en el pin inversor del operacional será negativo, causando que la salida sea positiva, así conduce D2 a través de Rf y el diodo D1 no conduce

Nota: En lazo abierto (ver el gráfico anterior) la ganancia del operacional es muy grande (200,000 aproximadamente). Si la tensión en la entrada cambia ligeramente hacia un valor negativo, este valor será amplificado y habrá señal suficiente para polarizar D2. La señal necesaria para hacer conducir el diodo 2 es: Vin = Vo / Ganancia = 0.7 / -200,000 = -0.35 x 10-15 Voltios = -0.35 microvoltios. Acordarse que: Ganancia = Vo/Vin

- Cuando la señal pasa por el nivel de cero voltios (0 V) (de negativo a positivo): Nuevamente el D2 se comporta como un circuito abierto, mientras D1 conduce y cierra el lazo de realimentación del amplificador.

- Cuando empieza a aplicar el ciclo positivo: Una pequeña tensión a la entrada mantiene el diodo D2 sin conducir.

Rectificador de instrumentación de media onda con amplificador operacional (cuando empieza el ciclo positivo) - Electrónica Unicrom

La entrada inversora del amplificador operacional se mantiene a tierra virtual y el amplificador es recortado en una caída del diodo por debajo del nivel de tierra, con D2 apagado no circula corriente por Rf y la salida es 0 voltios

En otras palabras, si una pequeña tensión de entrada (microvoltios) es aplicada, se mantiene D2 apagado y el amplificador operacional es llevado a saturación negativa. De esta manera la salida se mantiene en 0 voltios por todo el ciclo positivo de la señal de entrada. Y…… el ciclo se vuelve a repetir.

Funcionamiento del rectificador de instrumentación de onda completa

En el rectificador para instrumentación de onda completa, para lograr obtener una salida totalmente rectificada, se ponen unos elementos adicionales al rectificador de media onda que ya se conoce. En el rectificador de media onda, en el ciclo positivo de la entrada, el diodo 2 no conduce, y no se obtiene la señal a la salida.

En el diagrama la resistencia Ra esta conectada entre la entrada Ven y la entrada no inversora del segundo operacional. La salida del segundo operacional entonces entrega una señal negativa (El semiciclo positivo de la señal de entrada se invierte una vez)

Rectificador de instrumentación de onda completa con dos amplificadores operacionales - Electrónica Unicrom

También la señal de salida del primer operacional se aplica a la entrada del segundo operacional. En este caso el semiciclo negativo de la señal de entrada se invierte en el primer operacional y se vuelve a invertir en el segundo. Y el ciclo se vuelve a repetir. De esta manera se obtiene un rectificador de onda completa. El capacitor C, si se conecta mediante “S”, se utiliza para “aplanar” la salida.

Tut_rectificador_instrumentacion.asp     Tut_rectificador_instrumentacion1.asp

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