Amplificador No Inversor: Construcción, Prueba y Control de Ganancia con Op-Amp

PARTES Y MATERIALES

• Amplificador operacional: modelo 1458 o 353 (Radio Shack catálogo # 276‑038 / # 900‑6298)
• Tres baterías de 6 V
• Dos potenciómetros lineales de 10 kΩ (Radio Shack catálogo # 271‑1715)

REFERENCIAS CRUZADAS

Lessons In Electric Circuits, Volumen 3, Capítulo 8: "Amplificadores Operacionales"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Demostrar el uso de un op-amp como amplificador de una sola entrada.
• Ilustrar cómo la realimentación negativa dividida establece una ganancia controlable.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

El circuito difiere de un simple seguidor de voltaje solo en la ruta de realimentación: en lugar de una conexión directa, un potenciómetro divisor de voltaje (R₂) realimenta una fracción de la salida a la entrada inversora. Este arreglo obliga al op-amp a llevar su salida a un valor que mantiene el voltaje de entrada diferencial cerca de cero, produciendo una ganancia de voltaje establecida por la posición del potenciómetro.

Ajusta R₂ aproximadamente a la posición media. La ganancia debería ser cercana a 2. Mide los voltajes de entrada y salida en varios ajustes del potenciómetro de entrada (R₁). Luego mueve R₂ a una nueva posición y repite las mediciones. Para cada ajuste de R₂, la relación salida/entrada permanece constante.

Dado que el voltaje de salida sube en la misma dirección que la entrada, el amplificador se clasifica como no inversor. Si la salida se moviera en dirección opuesta a la entrada, sería un amplificador inversor. Esta configuración simple permite amplificación precisa y ajustable sin la complejidad del diseño con transistores discretos.

Experimenta variando R₂ para encontrar las ganancias máxima y mínima alcanzables. Considera: ¿Cuál es la ganancia más baja alcanzable con esta configuración y por qué?

SIMULACIÓN POR COMPUTADORA

Esquemático SPICE con números de nodo:

Netlist (crea un archivo de texto que contenga lo siguiente exactamente):

 Noninverting amplifier
vinput 1 0
r2 3 2 5k
r1 2 0 5k
rbogus 1 0 1meg
e1 3 0 1 2 999meg
rload 3 0 10k
.dc vinput 5 5 1
.print dc v(1,0) v(3,0)
.end 

Con R₁ = R₂ = 5 kΩ, la simulación representa la posición media (50 %). Para emular una posición del 75 %, establece R₂ = 7.5 kΩ y R₁ = 2.5 kΩ.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA

• Hoja de Trabajo de Circuitos Amplificadores de Voltaje Op-Amp Inversor y No Inversor