Conceptos básicos de los circuitos integrados

Un electronic circuit es un grupo de componentes electrónicos conectados para un propósito específico.

Un circuito electrónico simple se puede diseñar fácilmente porque requiere pocos componentes y conexiones electrónicos discretos. Sin embargo, diseñar un circuito electrónico complejo es difícil, ya que requiere más componentes electrónicos discretos y sus conexiones. También lleva tiempo construir circuitos tan complejos y su confiabilidad también es menor. Estas dificultades se pueden superar con circuitos integrados.

Circuito integrado (IC)

Si varios componentes electrónicos están interconectados en un solo chip de material semiconductor, ese chip se denomina como Integrated Circuit (IC). Consta de componentes activos y pasivos.

Este capítulo analiza las ventajas y los tipos de circuitos integrados.

Ventajas de los circuitos integrados

Los circuitos integrados ofrecen muchas ventajas. Se discuten a continuación:

• Compact size - Para una funcionalidad dada, puede obtener un circuito de menor tamaño usando circuitos integrados, en comparación con el construido usando un circuito discreto.

• Lesser weight- Un circuito construido con IC pesa menos en comparación con el peso de un circuito discreto que se utiliza para implementar la misma función de IC. utilizando circuitos integrados, en comparación con el construido con un circuito discreto.

• Low power consumption - Los circuitos integrados consumen menos energía que un circuito tradicional, debido a su menor tamaño y construcción.

• Reduced cost - Los circuitos integrados están disponibles a un costo mucho menor que los circuitos discretos debido a sus tecnologías de fabricación y al uso de menos material que los circuitos discretos.

• Increased reliability - Dado que emplean conexiones menores, los circuitos integrados ofrecen una mayor confiabilidad en comparación con los circuitos digitales.

• Improved operating speeds - Los circuitos integrados funcionan a velocidades mejoradas debido a sus velocidades de conmutación y menor consumo de energía.

Tipos de circuitos integrados

Los circuitos integrados son de dos tipos − Analog Integrated Circuits and Digital Integrated Circuits.

Circuitos integrados analógicos

Los circuitos integrados que operan en un rango completo de valores continuos de la amplitud de la señal se denominan como Analog Integrated Circuits. Estos se clasifican además en los dos tipos que se analizan aquí:

• Linear Integrated Circuits- Se dice que un CI analógico es lineal, si existe una relación lineal entre su voltaje y corriente. IC 741, un amplificador operacional de paquete en línea dual (DIP) de 8 pines, es un ejemplo de IC lineal.

• Radio Frequency Integrated Circuits- Se dice que un CI analógico no es lineal, si existe una relación no lineal entre su voltaje y corriente. Un CI no lineal también se denomina CI de radiofrecuencia.

Circuitos integrados digitales

Si los circuitos integrados operan solo a unos pocos niveles predefinidos en lugar de operar para un rango completo de valores continuos de la amplitud de la señal, entonces esos se denominan como Digital Integrated Circuits.

En los próximos capítulos, analizaremos varios circuitos integrados lineales y sus aplicaciones.

El amplificador operacional, también llamado amplificador operacional, es un circuito integrado que puede usarse para realizar varias operaciones lineales, no lineales y matemáticas. Un amplificador operacional es undirect coupled high gain amplifier. Puede operar el amplificador operacional con señales de CA y CC. Este capítulo analiza las características y tipos de amplificadores operacionales.

Construcción de amplificador operacional

Un amplificador operacional consta de amplificadores diferenciales, un traductor de nivel y una etapa de salida. Un amplificador diferencial está presente en la etapa de entrada de un amplificador operacional y, por lo tanto, un amplificador operacional consta detwo input terminals. Uno de esos terminales se llama comoinverting terminal y el otro se llama como el non-inverting terminal. Los terminales se nombran en función de la relación de fase entre sus respectivas entradas y salidas.

Características del amplificador operacional

Las características o parámetros importantes de un amplificador operacional son los siguientes:

• Ganancia de voltaje de lazo abierto
• Voltaje de compensación de salida
• Relación de rechazo de modo común
• Velocidad de subida

Esta sección analiza estas características en detalle como se indica a continuación:

Ganancia de voltaje de lazo abierto

La ganancia de voltaje de bucle abierto de un amplificador operacional es su ganancia diferencial sin ninguna ruta de retroalimentación.

Matemáticamente, la ganancia de voltaje de bucle abierto de un amplificador operacional se representa como:

$$A_{v}= \frac{v_0}{v_1-v_2}$$

Voltaje de compensación de salida

El voltaje presente en la salida de un amplificador operacional cuando su voltaje de entrada diferencial es cero se llama output offset voltage.

Relación de rechazo de modo común

Relación de rechazo de modo común (CMRR) de un amplificador operacional se define como la relación de la ganancia diferencial de bucle cerrado, $A_{d}$ y la ganancia de modo común, $A_{c}$.

Matemáticamente, CMRR se puede representar como -

$$CMRR=\frac{A_{d}}{A_{c}}$$

Tenga en cuenta que la ganancia del modo común, $A_{c}$ de un amplificador operacional es la relación entre el voltaje de salida de modo común y el voltaje de entrada de modo común.

Velocidad de subida

La velocidad de respuesta de un amplificador operacional se define como la velocidad máxima de cambio del voltaje de salida debido a un voltaje de entrada escalonado.

Matemáticamente, la tasa de respuesta (SR) se puede representar como -

$$SR=Maximum\:of\:\frac{\text{d}V_{0}}{\text{d}t}$$

Dónde, $V_{0}$es el voltaje de salida. En general, la velocidad de respuesta se mide en$V/\mu\:Sec$ o $V/m\:Sec$.

Tipos de amplificadores operacionales

Un amplificador operacional se representa con un símbolo de triángulo que tiene dos entradas y una salida.

Los amplificadores operacionales son de dos tipos: Ideal Op-Amp y Practical Op-Amp.

Se discuten en detalle como se indica a continuación:

Amplificador operacional ideal

Un amplificador operacional ideal existe solo en teoría y no existe prácticamente. losequivalent circuit de un amplificador operacional ideal se muestra en la figura que se muestra a continuación:

Un ideal op-amp exhibe las siguientes características -

• Impedancia de entrada $Z_{i}=\infty\Omega$

• Impedancia de salida $Z_{0}=0\Omega$

• Ganancia de voltaje de lazo abierto $A_{v}=\infty$

• Si (el diferencial) voltaje de entrada $V_{i}=0V$, entonces el voltaje de salida será $V_{0}=0V$

• El ancho de banda es infinity. Es decir, un amplificador operacional ideal amplificará las señales de cualquier frecuencia sin ninguna atenuación.

• Relación de rechazo de modo común (CMRR) es infinity.

• Velocidad de subida (SR) es infinity. Significa que el amplificador operacional ideal producirá un cambio en la salida instantáneamente en respuesta a un voltaje de paso de entrada.

Amplificador operacional práctico

Prácticamente, los amplificadores operacionales no son ideales y se desvían de sus características ideales debido a algunas imperfecciones durante la fabricación. losequivalent circuit de un amplificador operacional práctico se muestra en la siguiente figura:

UN practical op-amp exhibe las siguientes características -

• Impedancia de entrada, $Z_{i}$ en el orden de Mega ohms.

• Impedancia de salida $Z_{0}$ en el orden de few ohms..

• Ganancia de voltaje de bucle abierto, $A_{v}$ estarán high.

Cuando elija un amplificador operacional práctico, debe verificar si cumple las siguientes condiciones:

• Impedancia de entrada, $Z_{i}$ debe ser lo más alto posible.

• Impedancia de salida $Z_{0}$ debe ser lo más bajo posible.

• Ganancia de voltaje de bucle abierto, $A_{v}$ debe ser lo más alto posible.

• El voltaje de compensación de salida debe ser lo más bajo posible.

• El ancho de banda operativo debe ser lo más alto posible.

• CMRR debe ser lo más alto posible.

• La velocidad de respuesta debe ser lo más alta posible.

Note - El amplificador operacional IC 741 es el amplificador operacional más popular y práctico.

Se dice que un circuito es linear, si existe una relación lineal entre su entrada y la salida. De manera similar, se dice que un circuito esnon-linear, si existe una relación no lineal entre su entrada y salida.

Los amplificadores operacionales se pueden utilizar tanto en aplicaciones lineales como no lineales. Las siguientes son las aplicaciones básicas del amplificador operacional:

• Amplificador inversor
• Amplificador no inversor
• Seguidor de voltaje

Este capítulo analiza estas aplicaciones básicas en detalle.

Amplificador inversor

Un amplificador inversor toma la entrada a través de su terminal inversor a través de una resistencia $R_{1}$, y produce su versión amplificada como salida. Este amplificador no solo amplifica la entrada sino que también la invierte (cambia de signo).

los circuit diagram de un amplificador inversor se muestra en la siguiente figura:

Tenga en cuenta que para un amplificador operacional, el voltaje en el terminal de entrada inversora es igual al voltaje en su terminal de entrada no inversora. Físicamente, no hay corto entre esos dos terminales, perovirtually, ellos están en short juntos.

En el circuito que se muestra arriba, el terminal de entrada no inversora está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora de un amplificador operacional será cero voltios.

los nodal equation en el nodo de esta terminal se muestra a continuación:

$$\frac{0-V_i}{R_1}+ \frac{0-V_0}{R_f}=0$$

$$=>\frac{-V_i}{R_1}= \frac{V_0}{R_f}$$

$$=>V_{0}=\left(\frac{-R_f}{R_1}\right)V_{t}$$

$$=>\frac{V_0}{V_i}= \frac{-R_f}{R_1}$$

La relación de la tensión de salida $V_{0}$ y el voltaje de entrada $V_{i}$es la ganancia de voltaje o la ganancia del amplificador. Por lo tanto, losgain of inverting amplifier es igual a $-\frac{R_f}{R_1}$.

Tenga en cuenta que la ganancia del amplificador inversor tiene un negative sign. Indica que existe una diferencia de fase de 180 ⁰ entre la entrada y la salida.

Amplificador no inversor

Un amplificador no inversor toma la entrada a través de su terminal no inversor y produce su versión amplificada como salida. Como sugiere el nombre, este amplificador solo amplifica la entrada, sin invertir ni cambiar el signo de la salida.

los circuit diagram de un amplificador no inversor se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, el voltaje de entrada $V_{i}$se aplica directamente al terminal de entrada no inversora del amplificador operacional. Entonces, el voltaje en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional será$V_{i}$.

Mediante el uso voltage division principle, podemos calcular el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional como se muestra a continuación:

$$=>V_{1} = V_{0}\left(\frac{R_1}{R_1+R_f}\right)$$

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora de un amplificador operacional es el mismo que el voltaje en su terminal de entrada no inversora.

$$=>V_{1} = V_{i}$$

$$=>V_{0}\left(\frac{R_1}{R_1+R_f}\right)=V_{i}$$

$$=>\frac{V_0}{V_i}=\frac{R_1+R_f}{R_1}$$

$$=>\frac{V_0}{V_i}=1+\frac{R_f}{R_1}$$

Ahora, la relación de voltaje de salida $V_{0}$ y voltaje de entrada $V_{i}$ o la ganancia de voltaje o gain of the non-inverting amplifier es igual a $1+\frac{R_f}{R_1}$.

Tenga en cuenta que la ganancia del amplificador no inversor tiene un positive sign. Indica que no hay diferencia de fase entre la entrada y la salida.

Seguidor de voltaje

UN voltage followeres un circuito electrónico, que produce una salida que sigue el voltaje de entrada. Es un caso especial de amplificador no inversor.

Si consideramos el valor de la resistencia de retroalimentación, $R_{f}$como cero ohmios y (o) el valor de la resistencia, 1 como infinitos ohmios, entonces un amplificador no inversor se convierte en un seguidor de voltaje. loscircuit diagram de un seguidor de voltaje se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, el voltaje de entrada $V_{i}$se aplica directamente al terminal de entrada no inversora del amplificador operacional. Entonces, el voltaje en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional es igual a$V_{i}$. Aquí, la salida está conectada directamente al terminal de entrada inversora del opamp. Por lo tanto, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional es igual a$V_{0}$.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional es el mismo que el voltaje en su terminal de entrada no inversora.

$$=>V_{0} = V_{i}$$

Entonces, el voltaje de salida $V_{0}$ de un seguidor de voltaje es igual a su voltaje de entrada $V_{i}$.

Por lo tanto, la gain of a voltage follower es igual a uno ya que, ambos voltajes de salida $V_{0}$ y voltaje de entrada $V_{i}$ del seguidor de voltaje son los mismos.

En el capítulo anterior, discutimos sobre las aplicaciones básicas del amplificador operacional. Tenga en cuenta que se encuentran bajo las operaciones lineales de un amplificador operacional. En este capítulo, analicemos los circuitos aritméticos, que también son aplicaciones lineales del amplificador operacional.

Los circuitos electrónicos, que realizan operaciones aritméticas se denominan como arithmetic circuits. Usando amplificadores operacionales, puede construir circuitos aritméticos básicos como unadder y un subtractor. En este capítulo, aprenderá sobre cada uno de ellos en detalle.

Sumador

Un sumador es un circuito electrónico que produce una salida, que es igual a la suma de las entradas aplicadas. Esta sección trata sobre el circuito sumador basado en amplificador operacional.

Un sumador basado en amplificador operacional produce una salida igual a la suma de los voltajes de entrada aplicados en su terminal inversora. También se llama comosumming amplifier, ya que la salida es amplificada.

los circuit diagram de un sumador basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios en su terminal de entrada no inversora.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora de un amplificador operacional es el mismo que el voltaje en su terminal de entrada no inversora. Entonces, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será de cero voltios.

los nodal equation en el nodo del terminal de entrada inversora es

$$\frac{0-V_1}{R_1}+\frac{0-V_2}{R_2}+\frac{0-V_0}{R_f}=0$$

$$=>\frac{V_1}{R_1}-\frac{V_2}{R_2}=\frac{V_0}{R_f}$$

$$=>V_{0}=R_{f}\left(\frac{V_1}{R_1}+\frac{V_2}{R_2}\right)$$

Si $R_{f}=R_{1}=R_{2}=R$, entonces el voltaje de salida $V_{0}$ será -

$$V_{0}=-R{}\left(\frac{V_1}{R}+\frac{V_2}{R}\right)$$

$$=>V_{0}=-(V_{1}+V_{2})$$

Por lo tanto, el circuito sumador basado en amplificador operacional discutido anteriormente producirá la suma de los dos voltajes de entrada $v_{1}$ y $v_{1}$, como salida, cuando todas las resistencias presentes en el circuito tienen el mismo valor. Tenga en cuenta que el voltaje de salida$V_{0}$ de un circuito sumador tiene un negative sign, que indica que existe una diferencia de fase de 180 ⁰ entre la entrada y la salida.

Sustractor

Un restador es un circuito electrónico que produce una salida, que es igual a la diferencia de las entradas aplicadas. Esta sección trata sobre el circuito sustractor basado en amplificador operacional.

Un sustractor basado en amplificador operacional produce una salida igual a la diferencia de los voltajes de entrada aplicados en sus terminales inversoras y no inversoras. También se llama comodifference amplifier, ya que la salida es amplificada.

los circuit diagram de un sustractor basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

Ahora, encontremos la expresión para el voltaje de salida $V_{0}$ del circuito anterior usando superposition theorem usando los siguientes pasos -

Paso 1

Primero, calculemos el voltaje de salida $V_{01}$ considerando solo $V_{1}$.

Para esto, elimine $V_{2}$haciéndolo cortocircuito. Entonces obtenemos elmodified circuit diagram como se muestra en la siguiente figura -

Ahora, usando el voltage division principle, calcule el voltaje en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional.

$$=>V_{p}=V_{1}\left(\frac{R_3}{R_2+R_3}\right)$$

Ahora, el circuito anterior parece un amplificador no inversor que tiene voltaje de entrada $V_{p}$. Por lo tanto, el voltaje de salida$V_{01}$ del circuito anterior será

$$V_{01}=V_{p}\left(1+\frac{R_f}{R_1}\right)$$

Sustituir, el valor de $V_{p}$ en la ecuación anterior, obtenemos el voltaje de salida $V_{01}$ considerando solo $V_{1}$, como -

$$V_{01}=V_{1}\left(\frac{R_3}{R_2+R_3}\right)\left(1+\frac{R_f}{R_1}\right)$$

Paso 2

En este paso, encontremos el voltaje de salida, $V_{02}$ considerando solo $V_{2}$. Similar al paso anterior, elimine$V_{1}$haciéndolo cortocircuito. losmodified circuit diagram se muestra en la siguiente figura.

Puede observar que el voltaje en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional será de cero voltios. Significa que el circuito anterior es simplemente uninverting op-amp. Por lo tanto, el voltaje de salida$V_{02}$ del circuito anterior será -

$$V_{02}=\left(-\frac{R_f}{R_1}\right)V_{2}$$

Paso 3

En este paso obtendremos la tensión de salida $V_{0}$ del circuito sustractor por adding the output voltagesobtenido en Step1 y Step2. Matemáticamente, se puede escribir como

$$V_{0}=V_{01}+V_{02}$$

Sustituyendo los valores de $V_{01}$ y $V_{02}$ en la ecuación anterior, obtenemos -

$$V_{0}=V_{1}\left(\frac{R_3}{R_2+R_3}\right)\left(1+\frac{R_f}{R_1}\right)+\left(-\frac{R_f}{R_1}\right)V_{2}$$

$$=>V_{0}=V_{1}\left(\frac{R_3}{R_2+R_3}\right)\left(1+\frac{R_f}{R_1}\right)-\left(\frac{R_f}{R_1}\right)V_{2}$$

Si $R_{f}=R_{1}=R_{2}=R_{3}=R$, entonces el voltaje de salida $V_{0}$ estarán

$$V_{0}=V_{1}\left(\frac{R}{R+R}\right)\left(1+\frac{R}{R}\right)-\left(\frac{R}{R}\right)V_{2}$$

$$=>V_{0}=V_{1}\left(\frac{R}{2R}\right)(2)-(1)V_{2}$$

$$V_{0}=V_{1}-V_{2}$$

Por lo tanto, el circuito sustractor basado en amplificador operacional discutido anteriormente producirá una salida, que es la diferencia de dos voltajes de entrada $V_{1}$ y $V_{2}$, cuando todas las resistencias presentes en el circuito tienen el mismo valor.

Los circuitos electrónicos que realizan las operaciones matemáticas como la diferenciación y la integración se denominan diferenciador e integrador, respectivamente.

Este capítulo analiza en detalle acerca de los amplificadores operacionales. differentiatore integrador. Tenga en cuenta que estos también se incluyen en aplicaciones lineales de amplificador operacional.

Diferenciador

UN differentiatores un circuito electrónico que produce una salida igual a la primera derivada de su entrada. Esta sección analiza en detalle el diferenciador basado en amplificador operacional.

Un diferenciador basado en amplificador operacional produce una salida, que es igual al diferencial del voltaje de entrada que se aplica a su terminal inversor. loscircuit diagram de un diferenciador basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios a su terminal de entrada no inversora.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora del opamp será igual al voltaje presente en su terminal de entrada no inversora. Por lo tanto, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será de cero voltios.

La ecuación nodal en el nodo de la terminal de entrada inversora es:

$$C\frac{\text{d}(0-V_{i})}{\text{d}t}+\frac{0-V_0}{R}=0$$

$$=>-C\frac{\text{d}V_{i}}{\text{d}t}=\frac{V_0}{R}$$

$$=>V_{0}=-RC\frac{\text{d}V_{i}}{\text{d}t}$$

Si $RC=1\sec$, entonces el voltaje de salida $V_{0}$ será -

$$V_{0}=-\frac{\text{d}V_{i}}{\text{d}t}$$

Por lo tanto, el circuito diferenciador basado en amplificador operacional que se muestra arriba producirá una salida, que es el diferencial del voltaje de entrada $V_{i}$, cuando las magnitudes de impedancias de la resistencia y el condensador son recíprocas entre sí.

Tenga en cuenta que el voltaje de salida $V_{0}$ está teniendo un negative sign, que indica que existe una diferencia de fase de 180 ⁰ entre la entrada y la salida.

Integrador

Un integratores un circuito electrónico que produce una salida que es la integración de la entrada aplicada. Esta sección trata sobre el integrador basado en amplificador operacional.

Un integrador basado en amplificador operacional produce una salida, que es una integral del voltaje de entrada aplicado a su terminal inversor. loscircuit diagram de un integrador basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

En el circuito que se muestra arriba, el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios a su terminal de entrada no inversora.

De acuerdo a virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será igual al voltaje presente en su terminal de entrada no inversora. Por lo tanto, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será de cero voltios.

los nodal equation en el terminal de entrada inversora es -

$$\frac{0-V_i}{R}+C\frac{\text{d}(0-V_{0})}{\text{d}t}=0$$

$$=>\frac{-V_i}{R}=C\frac{\text{d}V_{0}}{\text{d}t}$$

$$=>\frac{\text{d}V_{0}}{\text{d}t}=-\frac{V_i}{RC}$$

$$=>{d}V_{0}=\left(-\frac{V_i}{RC}\right){\text{d}t}$$

Integrando ambos lados de la ecuación que se muestra arriba, obtenemos -

$$\int{d}V_{0}=\int\left(-\frac{V_i}{RC}\right){\text{d}t}$$

$$=>V_{0}=-\frac{1}{RC}\int V_{t}{\text{d}t}$$

Si $RC=1\sec$, luego el voltaje de salida, $V_{0}$ será -

$$V_{0}=-\int V_{i}{\text{d}t}$$

Entonces, el circuito integrador basado en amplificador operacional discutido anteriormente producirá una salida, que es la integral del voltaje de entrada $V_{i}$, cuando la magnitud de las impedancias de la resistencia y el condensador son recíprocas entre sí.

Note - La tensión de salida, $V_{0}$ está teniendo un negative sign, lo que indica que existe una diferencia de fase de 180 ⁰ entre la entrada y la salida.

El voltaje y la corriente son las cantidades eléctricas básicas. Se pueden convertir entre sí según las necesidades.Voltage to Current Converter y actual a Voltage Converterson los dos circuitos que ayudan en dicha conversión. Estas también son aplicaciones lineales de amplificadores operacionales. Este capítulo los analiza en detalle.

Convertidor de voltaje a corriente

UN voltage to current converter o V to I converter, es un circuito electrónico que toma corriente como entrada y produce voltaje como salida. Esta sección trata sobre el convertidor de voltaje a corriente basado en amplificador operacional.

Un convertidor de voltaje a corriente basado en un amplificador operacional produce una corriente de salida cuando se aplica un voltaje a su terminal no inversora. loscircuit diagram de un convertidor de voltaje a corriente basado en un amplificador operacional se muestra en la siguiente figura.

En el circuito que se muestra arriba, un voltaje de entrada $V_{i}$se aplica en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional. De acuerdo con lavirtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora de un amplificador operacional será igual al voltaje en su terminal de entrada no inversora. Entonces, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será$V_{i}$.

los nodal equation en el nodo de la terminal de entrada inversora es -

$$\frac{V_i}{R_1}-I_{0}=0$$

$$=>I_{0}=\frac{V_t}{R_1}$$

Por lo tanto, la output current $I_{0}$ de un convertidor de voltaje a corriente es la relación de su voltaje de entrada $V_{i}$ y resistencia $R_{1}$.

Podemos reescribir la ecuación anterior como:

$$\frac{I_0}{V_i}=\frac{1}{R_1}$$

La ecuación anterior representa la relación de la corriente de salida $I_{0}$ y el voltaje de entrada $V_{i}$ & es igual al recíproco de resistencia $R_{1}$ La relación de la corriente de salida $I_{0}$ y el voltaje de entrada $V_{i}$ se llama como Transconductance.

Sabemos que la relación entre la salida y la entrada de un circuito se denomina ganancia. Entonces, la ganancia de un convertidor de voltaje a corriente es la transconductancia y es igual al recíproco de la resistencia$R_{1}$.

Convertidor de corriente a voltaje

UN current to voltage converter o I to V converteres un circuito electrónico que toma corriente como entrada y produce voltaje como salida. Esta sección trata sobre el convertidor de corriente a voltaje basado en amplificador operacional.

Un convertidor de corriente a voltaje basado en un amplificador operacional produce un voltaje de salida cuando se aplica corriente a su terminal inversor. loscircuit diagram de un convertidor de corriente a voltaje basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura.

En el circuito que se muestra arriba, el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios en su terminal de entrada no inversora.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora de un amplificador operacional será igual al voltaje en su terminal de entrada no inversora. Entonces, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será de cero voltios.

los nodal equation en el nodo del terminal inversor es -

$$-I_{i}+\frac{0-V_0}{R_f}=0$$

$$-I_{i}=\frac{V_0}{R_f}$$

$$V_{0}=-R_{t}I_{i}$$

Por lo tanto, la output voltage, $V_{0}$ del convertidor de corriente a voltaje es el producto (negativo) de la resistencia de retroalimentación, $R_{f}$ y la corriente de entrada, $I_{t}$. Observe que el voltaje de salida,$V_{0}$ está teniendo un negative sign, Lo que indica que existe un 180 ⁰ diferencia de fase entre la corriente de entrada y el voltaje de salida.

Podemos reescribir la ecuación anterior como:

$$\frac{V_0}{I_i}=-R_{f}$$

La ecuación anterior representa la relación del voltaje de salida $V_{0}$ y la corriente de entrada $I_{i}$, y es igual al negativo de la resistencia de retroalimentación, $R_{f}$. La relación de voltaje de salida$V_{0}$ y corriente de entrada $I_{i}$ se llama como Transresistance.

Sabemos que la relación de salida y entrada de un circuito se llama gain. Entonces, la ganancia de un convertidor de corriente a voltaje es su resistencia trans y es igual a la resistencia de retroalimentación (negativa)$R_{f}$ .

UN comparatores un circuito electrónico, que compara las dos entradas que se le aplican y produce una salida. El valor de salida del comparador indica cuál de las entradas es mayor o menor. Tenga en cuenta que el comparador se incluye en aplicaciones no lineales de circuitos integrados.

Un amplificador operacional consta de dos terminales de entrada y, por lo tanto, un comparador basado en amplificador operacional compara las dos entradas que se le aplican y produce el resultado de la comparación como salida. Este capítulo trata sobreop-amp based comparators.

Tipos de comparadores

Los comparadores son de dos tipos: Inverting y Non-inverting. En esta sección se tratan estos dos tipos en detalle.

Comparador inversor

Un inverting comparatores un comparador basado en amplificador operacional para el cual se aplica un voltaje de referencia a su terminal no inversor y el voltaje de entrada se aplica a su terminal inversor. Este comparador se llamainverting comparador porque el voltaje de entrada, que debe compararse, se aplica al terminal inversor del amplificador operacional.

los circuit diagram de un comparador inversor se muestra en la siguiente figura.

los operationde un comparador inversor es muy simple. Produce uno de los dos valores,$+V_{sat}$ y $-V_{sat}$ en la salida según los valores de su voltaje de entrada $V_{i}$ y el voltaje de referencia $V_{ref}$.

• El valor de salida de un comparador inversor será $-V_{sat}$, para el cual la entrada $V_{i}$ el voltaje es mayor que el voltaje de referencia $V_{ref}$.

• El valor de salida de un comparador inversor será $+V_{sat}$, para el cual la entrada $V_{i}$ es menor que el voltaje de referencia $V_{ref}$.

Ejemplo

Dibujemos el output wave form de un comparador inversor, cuando se aplica una señal de entrada sinusoidal y un voltaje de referencia de cero voltios a sus terminales inversores y no inversores, respectivamente.

los operation del comparador inversor que se muestra arriba se analiza a continuación:

• Durante el positive half cyclede la señal de entrada sinusoidal, el voltaje presente en el terminal inversor del amplificador operacional es mayor que cero voltios. Por tanto, el valor de salida del comparador inversor será igual a$-V_{sat}$ durante el semiciclo positivo de la señal de entrada sinusoidal.

• Del mismo modo, durante el negative half cyclede la señal de entrada sinusoidal, el voltaje presente en el terminal inversor del amplificador operacional es menor que cero voltios. Por tanto, el valor de salida del comparador inversor será igual a$+V_{sat}$ durante el semiciclo negativo de la señal de entrada sinusoidal.

La siguiente figura muestra el input and output waveforms de un comparador inversor, cuando el voltaje de referencia es cero voltios.

En la figura que se muestra arriba, podemos observar que la salida cambia de $-V_{sat}$ a $+V_{sat}$ o de $+V_{sat}$ a $-V_{sat}$siempre que la señal de entrada sinusoidal cruce cero voltios. En otras palabras, la salida cambia su valor cuando la entrada cruza cero voltios. Por lo tanto, el circuito anterior también se denomina comoinverting zero crossing detector.

Comparador no inversor

Un comparador no inversor es un comparador basado en amplificador operacional para el cual se aplica un voltaje de referencia a su terminal inversor y el voltaje de entrada se aplica a su terminal no inversor. Este comparador basado en amplificador operacional se llamanon-inverting comparador porque el voltaje de entrada, que debe compararse, se aplica al terminal no inversor del amplificador operacional.

los circuit diagram de un comparador no inversor se muestra en la siguiente figura

los operationde un comparador no inversor es muy simple. Produce uno de los dos valores,$+V_{sat}$ y $-V_{sat}$ en la salida basado en los valores de voltaje de entrada $V_{t}$ y el voltaje de referencia $+V_{ref}$.

• El valor de salida de un comparador no inversor será $+V_{sat}$, para el cual el voltaje de entrada $V_{i}$ es mayor que el voltaje de referencia $+V_{ref}$.

• El valor de salida de un comparador no inversor será $-V_{sat}$, para el cual el voltaje de entrada $V_{i}$ es menor que el voltaje de referencia $+V_{ref}$.

Ejemplo

Dibujemos el output wave form de un comparador no inversor, cuando se aplica una señal de entrada sinusoidal y un voltaje de referencia de cero voltios a los terminales no inversor e inversor del amplificador operacional, respectivamente.

los operation de un comparador no inversor se explica a continuación:

• Durante el positive half cyclede la señal de entrada sinusoidal, el voltaje presente en el terminal no inversor del amplificador operacional es mayor que cero voltios. Por lo tanto, el valor de salida de un comparador no inversor será igual a$+V_{sat}$ durante el semiciclo positivo de la señal de entrada sinusoidal.

• Del mismo modo, durante el negative half cyclede la señal de entrada sinusoidal, el voltaje presente en el terminal no inversor del amplificador operacional es menor que cero voltios. Por lo tanto, el valor de salida del comparador no inversor será igual a$-V_{sat}$ durante el semiciclo negativo de la señal de entrada sinusoidal.

La siguiente figura muestra el input and output waveforms de un comparador no inversor, cuando el voltaje de referencia es cero voltios.

De la figura que se muestra arriba, podemos observar que la salida cambia de $+V_{sat}$ a $-V_{sat}$ o de $-V_{sat}$ a $+V_{sat}$siempre que la señal de entrada sinusoidal cruce cero voltios. Eso significa que la salida cambia su valor cuando la entrada cruza cero voltios. Por lo tanto, el circuito anterior también se denomina comonon-inverting zero crossing detector.

Los circuitos electrónicos que realizan las operaciones matemáticas como logaritmo y antilogaritmo (exponencial) con una amplificación se denominan como Logarithmic amplifier y Anti-Logarithmic amplifier respectivamente.

Este capítulo trata sobre la Logarithmic amplifier y Anti-Logarithmic amplifieren detalle. Tenga en cuenta que estos amplificadores se incluyen en aplicaciones no lineales.

Amplificador logarítmico

UN logarithmic amplifiero un log amplifier, es un circuito electrónico que produce una salida que es proporcional al logaritmo de la entrada aplicada. Esta sección trata en detalle sobre el amplificador logarítmico basado en amplificador operacional.

Un amplificador logarítmico basado en amplificador operacional produce un voltaje en la salida, que es proporcional al logaritmo del voltaje aplicado a la resistencia conectada a su terminal inversora. loscircuit diagram de un amplificador logarítmico basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora de un amplificador operacional será igual al voltaje en su terminal de entrada no inversora. Entonces, el voltaje en el terminal de entrada inversora será cero voltios.

los nodal equation en el nodo de la terminal de entrada inversora es -

$$\frac{0-V_i}{R_1}+I_{f}=0$$

$$=>I_{f}=\frac{V_i}{R_1}......Equation 1$$

El siguiente es el equation for current fluyendo a través de un diodo, cuando está en polarización directa -

$$I_{f}=I_{s} e^{(\frac{V_f}{nV_T})} ......Equation 2$$

dónde,

$I_{s}$ es la corriente de saturación del diodo,

$V_{f}$ es la caída de voltaje a través del diodo, cuando está en polarización directa,

$V_{T}$ es el voltaje térmico equivalente del diodo.

los KVL equation alrededor del circuito de retroalimentación del amplificador operacional será:

$$0-V_{f}-V_{0}=0$$

$$=>V_{f}=-V_{0}$$

Sustituyendo el valor de $V_{f}$ en la Ecuación 2, obtenemos -

$$I_{f}=I_{s} e^{\left(\frac{-V_0}{nV_T}\right)} ......Equation 3$$

Observe que los términos del lado izquierdo de la ecuación 1 y la ecuación 3 son iguales. Por lo tanto, iguale el término del lado derecho de esas dos ecuaciones como se muestra a continuación:

$$\frac{V_i}{R_1}=I_{s}e^{\left(\frac{-V_0}{nV_T}\right)}$$

$$\frac{V_i}{R_1I_s}= e^{\left(\frac{-V_0}{nV_T}\right)}$$

Aplicando natural logarithm en ambos lados, obtenemos -

$$In\left(\frac{V_i}{R_1I_s}\right)= \frac{-V_0}{nV_T}$$

$$V_{0}=-{nV_T}In\left(\frac{V_i}{R_1I_s}\right)$$

Tenga en cuenta que en la ecuación anterior, los parámetros n, ${V_T}$ y $I_{s}$son constantes. Entonces, el voltaje de salida$V_{0}$ será proporcional al natural logarithm de la tensión de entrada $V_{i}$ por un valor fijo de resistencia $R_{1}$.

Por lo tanto, el circuito amplificador logarítmico basado en amplificador operacional discutido anteriormente producirá una salida, que es proporcional al logaritmo natural del voltaje de entrada ${V_T}$, cuando ${R_1I_s}=1V$.

Observe que el voltaje de salida $V_{0}$ tiene un negative sign, que indica que existe una diferencia de fase de 180 ⁰ entre la entrada y la salida.

Amplificador antilogarítmico

Un anti-logarithmic amplifiero un anti-log amplifier, es un circuito electrónico que produce una salida que es proporcional al antilogaritmo de la entrada aplicada. Esta sección trata en detalle sobre el amplificador antilogarítmico basado en amplificador operacional.

Un amplificador antilogarítmico basado en amplificador operacional produce un voltaje en la salida, que es proporcional al antilogaritmo del voltaje que se aplica al diodo conectado a su terminal inversor.

los circuit diagram de un amplificador antilogarítmico basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

En el circuito que se muestra arriba, el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional está conectado a tierra. Significa que se aplica cero voltios a su terminal de entrada no inversora.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora del amplificador operacional será igual al voltaje presente en su terminal de entrada no inversora. Entonces, el voltaje en su terminal de entrada inversora será cero voltios.

los nodal equation en el nodo de la terminal de entrada inversora es -

$$-I_{f}+\frac{0-V_0}{R_f}=0$$

$$=>-\frac{V_0}{R_f}=I_{f}$$

$$=>V_{0}=-R_{f}I_{f}.........Equation 4$$

Sabemos que la ecuación para la corriente que fluye a través de un diodo, cuando está en polarización directa, es la siguiente:

$$I_{f}=I_{s} e^{\left(\frac{V_f}{nV_T}\right)}$$

Sustituyendo el valor de $I_{f}$ en la ecuación 4, obtenemos

$$V_{0}=-R_{f}\left \{{I_{s} e^{\left(\frac{V_f}{nV_T}\right)}}\right \}$$

$$V_{0}=-R_{f}{I_{s} e^{\left(\frac{V_f}{nV_T}\right)}}......Equation 5$$

La ecuación KVL en el lado de entrada del terminal inversor del amplificador operacional será

$$V_{i}-V_{f}=0$$

$$V_{f}=V_{i}$$

Sustituyendo, el valor de en la Ecuación 5, obtenemos -

$$V_{0}=-R_{f}{I_{s} e^{\left(\frac{V_i}{nV_T}\right)}}$$

Tenga en cuenta que, en la ecuación anterior, los parámetros n, ${V_T}$ y $I_{s}$son constantes. Entonces, el voltaje de salida${V_0}$ será proporcional al anti-natural logarithm (exponencial) del voltaje de entrada ${V_i}$, para un valor fijo de resistencia a la retroalimentación ${R_f}$.

Por lo tanto, el circuito amplificador antilogarítmico basado en amplificador operacional discutido anteriormente producirá una salida, que es proporcional al logaritmo antinatural (exponencial) del voltaje de entrada. ${V_i}$ cuando, ${R_fI_s}= 1V$. Observe que el voltaje de salida${V_0}$ está teniendo un negative sign, que indica que existe una diferencia de fase de 180 ⁰ entre la entrada y la salida.

AC y DC son dos términos frecuentes que se encuentran al estudiar el flujo de carga eléctrica. Alternating Current (AC)tiene la propiedad de cambiar su estado continuamente. Por ejemplo, si consideramos una onda sinusoidal, la corriente fluye en una dirección para el semiciclo positivo y en la dirección opuesta para el semiciclo negativo. Por otra parte,Direct Current (DC) fluye solo en una dirección.

Un circuito electrónico, que produce una señal de CC o una señal de CC pulsada, cuando se le aplica una señal de CA se denomina rectifier. Este capítulo analiza en detalle los rectificadores basados ​​en amplificadores operacionales.

Tipos de rectificadores

Los rectificadores se clasifican en dos tipos: Half wave rectifier y Full wave rectifier. En esta sección se tratan estos dos tipos en detalle.

Rectificador de media onda

UN half wave rectifier es un rectificador que produce semiciclos positivos en la salida durante un medio ciclo de la entrada y salida cero para el otro medio ciclo de la entrada.

los circuit diagram de un rectificador de media onda se muestra en la siguiente figura.

Observe que el diagrama del circuito de un rectificador de media onda que se muestra arriba parece un amplificador inversor, con dos diodos D ₁ y D ₂ además.

los working del circuito rectificador de media onda que se muestra arriba se explica a continuación

• Para el positive half cyclede la entrada sinusoidal, la salida del amplificador operacional será negativa. Por tanto, el diodo D ₁ estará polarizado hacia adelante.

• Cuando el diodo D ₁ está en polarización directa, el voltaje de salida del amplificador operacional será de -0,7 V. Por lo tanto, el diodo D ₂ tendrá polarización inversa. Por lo tanto, laoutput voltage del circuito anterior es zero voltios.

• Por lo tanto, hay no (zero) output del rectificador de media onda para el semiciclo positivo de una entrada sinusoidal.

• Para el negative half cyclede entrada sinusoidal, la salida del amplificador operacional será positiva. Por lo tanto, los diodos D ₁ y D ₂ estarán polarizados hacia atrás y hacia adelante respectivamente. Entonces, el voltaje de salida del circuito anterior será:

$$V_0=-\left(\frac{R_f}{R_1}\right)V_1$$

• Por lo tanto, la salida de un rectificador de media onda será un positive half cycle para un semiciclo negativo de la entrada sinusoidal.

Formas de onda

los input y output waveforms de un rectificador de media onda se muestran en la siguiente figura

Como puede ver en el gráfico anterior, el diagrama del circuito rectificador de media onda que discutimos producirá positive half cycles para semiciclos negativos de entrada sinusoidal y salida cero para semiciclos positivos de entrada sinusoidal

Rectificador de onda completa

UN full wave rectifier produce semiciclos positivos en la salida para ambos semiciclos de la entrada.

los circuit diagram de un rectificador de onda completa se muestra en la siguiente figura:

El diagrama de circuito anterior consta de dos amplificadores operacionales, dos diodos, D ₁ y D ₂ y cinco resistencias, R ₁ a R ₅ . losworking del circuito rectificador de onda completa que se muestra arriba se explica a continuación:

• Para el positive half cyclede una entrada sinusoidal, la salida del primer amplificador operacional será negativa. Por lo tanto, los diodos D ₁ y D ₂ estarán polarizados hacia adelante y hacia atrás respectivamente.

• Entonces, el voltaje de salida del primer amplificador operacional será:

$$V_{01}=-\left(\frac{R_2}{R_1}\right)V_i$$

• Observe que la salida del primer amplificador operacional está conectada a una resistencia R ₄ , que está conectada al terminal inversor del segundo amplificador operacional. El voltaje presente en el terminal no inversor del segundo amplificador operacional es 0 V. Entonces, el segundo amplificador operacional con resistencias, R ₄ y R ₄ actúa como uninverting amplifier.

• El voltaje de salida del segundo amplificador operacional será

  $$V_0=-\left(\frac{R_5}{R_4}\right)V_{01}$$

  Substituting El valor de $V_{01}$ en la ecuación anterior, obtenemos -

  $$=>V_{0}=-\left(\frac{R_5}{R_4}\right)\left \{ -\left(\frac{R_2}{R_1}\right)V_{i} \right \}$$

  $$=>V_{0}=\left(\frac{R_2R_5}{R_1R_4}\right)V_{i}$$

• Por lo tanto, la salida de un rectificador de onda completa será un semiciclo positivo para el positive half cyclede una entrada sinusoidal. En este caso, la ganancia de la salida es$\frac{R_2R_5}{R_1R_4}$. Si consideramos$R_{1}=R_{2}=R_{4}=R_{5}=R$, entonces la ganancia de la salida será uno.

• Para el negative half cyclede una entrada sinusoidal, la salida del primer amplificador operacional será positiva. Por lo tanto, los diodos D ₁ y D ₂ tendrán polarización inversa y polarización directa respectivamente.

• El voltaje de salida del primer amplificador operacional será:

$$V_{01}=-\left(\frac{R_3}{R_1}\right)V_{i}$$

• La salida del primer amplificador operacional está conectada directamente al terminal no inversor del segundo amplificador operacional. Ahora, el segundo amplificador operacional con resistencias, R ₄ y R ₅ actúa como unnon-inverting amplifier.

  El voltaje de salida del segundo amplificador operacional será:

  $$V_{0}=\left(1+\frac{R_5}{R_4}\right)V_{01}$$

  Substituting El valor de $V_{01}$ en la ecuación anterior, obtenemos

  $$=>V_{0}=\left(1+\frac{R_5}{R_4}\right) \left\{-\left(\frac{R_3}{R_1}\right)V_{i}\right \} $$

  $$=>V_{0}=-\left(\frac{R_3}{R_1}\right)\left(1+\frac{R_5}{R_4}\right)V_{i}$$

• Por lo tanto, la salida de un rectificador de onda completa será un positive half cycletambién para el semiciclo negativo de la entrada sinusoidal. En este caso, la magnitud de la ganancia de la salida es$\left(\frac{R_3}{R_1}\right)\left(1+\frac{R_5}{R_4}\right)$. Si consideramos$R_{1}=2R_{3}=R_{4}=R_{5}=R$ entonces la ganancia de la salida será one.

los input y output waveforms de un rectificador de onda completa se muestran en la siguiente figura

Como puede ver en la figura anterior, el diagrama del circuito rectificador de onda completa que consideramos producirá solo positive half cycles para semiciclos positivos y negativos de una entrada sinusoidal.

Wave shaping circuitsson los circuitos electrónicos, que producen la forma deseada en la salida de la forma de onda de entrada aplicada. Estos circuitos realizan dos funciones:

• Atenuar la onda aplicada
• Modifique el nivel de cd de la onda aplicada.

Hay dos tipos de circuitos de formación de ondas: Clippers y Clampers. En este capítulo, aprenderá en detalle sobre las cortadoras.

Clippers basados ​​en amplificador operacional

UN clipperes un circuito electrónico que produce una salida eliminando una parte de la entrada por encima o por debajo de un valor de referencia. Eso significa que la salida de un clipper será la misma que la de la entrada para otra parte que no sea recortada. Debido a esto, la amplitud pico a pico de la salida de un clipper será siempre menor que la de la entrada.

La principal ventaja de los clippers es que eliminan el ruido no deseado presente en la amplitud de una señal de CA.

Los Clippers se pueden clasificar en los dos tipos siguientes según la parte de recorte de la entrada.

• Clipper positivo
• Clipper negativo

Estos se analizan en detalle como se indica a continuación:

Clipper positivo

UN positive clipper es un clipper que recorta solo la parte positiva de la señal de entrada.

los circuit diagramde recortadora positiva se muestra en la siguiente figura:

En el circuito que se muestra arriba, una señal de voltaje sinusoidal $V_{t}$se aplica al terminal no inversor del amplificador operacional. El valor de la tensión de referencia$V_{ref}$ se puede elegir variando la resistencia $R_{2}$.

los operation del circuito que se muestra arriba se explica a continuación:

• Si el valor de la tensión de entrada $V_i$ es menor que el valor de la tensión de referencia $V_{ref}$, entonces el diodo D ₁ conduce. Entonces, el circuito dado arriba se comporta como unvoltage follower. Por lo tanto, el voltaje de salida$V_{0}$ del circuito anterior será el mismo que el del voltaje de entrada $V_{i}$, para $V_{i}$ < $V_{ref}$.

• Si el valor de la tensión de entrada $V_{i}$ es mayor que el valor de la tensión de referencia $V_{ref}$, entonces el diodo D ₁ estará apagado. Ahora, el amplificador operacional opera en un circuito abierto ya que la ruta de retroalimentación estaba abierta. Por lo tanto, el voltaje de salida$V_{0}$ del circuito anterior será igual al valor de la tensión de referencia $V_{ref}$, para $V_{i}$ > $V_{ref}$.

los input wave form y el correspondiente output wave form de un clipper positivo para un voltaje de referencia positivo $V_{ref}$, se muestran en la siguiente figura:

Clipper negativo

UN negative clipperes un clipper que recorta solo la (s) parte (s) negativa (s) de la señal de entrada. Puede obtener el circuito del clipper negativo simplemente invirtiendo el diodo y tomando la polaridad inversa del voltaje de referencia, en el circuito que ha visto para un clipper positivo.

los circuit diagram de una cortadora de negativos se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, una señal de voltaje sinusoidal $V_{i}$se aplica al terminal no inversor del amplificador operacional. El valor de la tensión de referencia$V_{ref}$ se puede elegir variando la resistencia $R_{2}$.

los operation de un circuito clipper negativo se explica a continuación:

Si el valor de la tensión de entrada $V_{t}$ es mayor que el valor de la tensión de referencia $V_{ref}$, entonces el diodo D ₁ conduce. Entonces, el circuito anterior se comporta como unvoltage follower. Por lo tanto, el voltaje de salida$V_{0}$ del circuito anterior será el mismo que el del voltaje de entrada $V_{i}$ para $V_{i}$> $V_{ref}$.

Si el valor de la tensión de entrada $V_{i}$es menor que el valor del voltaje de referencia, entonces el diodo D ₁ estará apagado. Ahora, el amplificador operacional opera en un bucle abierto ya que la ruta de retroalimentación está abierta. Por lo tanto, el voltaje de salida$V_{0}$ del circuito anterior será igual al valor de la tensión de referencia,$V_{ref}$ para $V_{i}$ < $V_{ref}$.

los input wave form y el correspondiente output wave form de un clipper negativo, para un voltaje de referencia negativo $V_{ref}$, se muestran en la siguiente figura:

En el capítulo anterior, hablamos sobre los cortapelos. Ahora, analicemos sobre otro tipo de circuitos de formación de ondas, a saber, abrazaderas.

Abrazaderas basadas en amplificador operacional

UN clamperes un circuito electrónico que produce una salida, que es similar a la entrada pero con un cambio en el nivel de CC. En otras palabras, la salida de un sujetador es una réplica exacta de la entrada. Por tanto, la amplitud pico a pico de la salida de un sujetador será siempre igual a la de la entrada.

Los sujetadores se utilizan para introducir o restaurar el nivel de CC de la señal de entrada en la salida. Existentwo types de abrazaderas basadas en amplificador operacional basado en el desplazamiento de CC de la entrada.

• Abrazadera positiva
• Clamper negativo

Esta sección trata en detalle sobre estos dos tipos de abrazaderas.

Abrazadera positiva

Una abrazadera positiva es un circuito de abrazadera que produce una salida de tal manera que la señal de entrada se desplaza verticalmente por un valor de CC positivo.

los circuit diagram de una abrazadera positiva se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, un sinusoidal voltage signal, $V_{i}$ se aplica al terminal inversor del amplificador operacional a través de una red que consta de un condensador $C_{1}$ y una resistencia $R_{1}$. Eso significa que la señal de voltaje de CA se aplica al terminal inversor del amplificador operacional.

los DC reference voltage $V_{ref}$ se aplica al terminal no inversor del amplificador operacional. El valor de la tensión de referencia$V_{ref}$ se puede elegir variando la resistencia $R_{2}$. En este caso, obtendremos un voltaje de referencia.$V_{ref}$ de un valor positivo.

El circuito anterior produce un output, cual is the combination (resultant sum) de la señal de tensión sinusoidal $V_{i}$ y el voltaje de referencia $V_{ref}$. Eso significa que el circuito de sujeción produce una salida de tal manera que la señal de voltaje sinusoidal$V_{i}$ se desplaza verticalmente hacia arriba por el valor del voltaje de referencia $V_{ref}$.

La forma de onda de entrada y la forma de onda de salida correspondiente del sujetador positivo se muestran en la figura anterior:

En la figura anterior, puede observar que el sujetador positivo desplaza la forma de onda de entrada aplicada vertically upwarden la salida. La cantidad de desplazamiento dependerá del valor de la tensión de referencia CC.

Clamper negativo

UN negative clamper es un circuito de sujeción que produce una salida de tal manera que la señal de entrada se desplaza verticalmente por un valor de CC negativo.

los circuit diagram de abrazadera negativa se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, un sinusoidal voltage signal $V_{i}$ se aplica al terminal inversor del amplificador operacional a través de una red que consta de un condensador C ₁ y una resistencia$R_{1}$. Eso significa que la señal de voltaje de CA se aplica al terminal inversor del amplificador operacional.

los DC reference voltage $V_{ref}$ se aplica al terminal no inversor del amplificador operacional. El valor del voltaje de referencia $V_{ref}$ se puede elegir variando la resistencia $R_{2}$. En este caso, obtendremos voltaje de referencia$V_{ref}$ de un valor negativo.

El circuito anterior produce una salida, que es la combinación (suma resultante) de la señal de voltaje sinusoidal $V_{i}$ y voltaje de referencia $V_{ref}$. Eso significa que el circuito de sujeción produce una salida de tal manera que la señal de voltaje sinusoidal$V_{i}$ se desplaza verticalmente hacia abajo por el valor del voltaje de referencia $V_{ref}$.

La forma de onda de entrada y la forma de onda de salida correspondiente de un sujetador negativo se muestran en la siguiente figura:

Podemos observar a partir de la salida que el sujetador negativo desplaza la forma de onda de entrada aplicada vertically downwarden la salida. La cantidad de desplazamiento dependerá del valor del voltaje de referencia de CC.

Filtersson circuitos electrónicos que permiten ciertos componentes de frecuencia y / o rechazan otros. Es posible que haya encontrado filtros en el tutorial de teoría de redes. Son pasivos y son los circuitos eléctricos o redes que consisten en elementos pasivos como resistor, capacitor y (o) un inductor.

Este capítulo trata sobre active filters en detalle.

Tipos de filtros activos

Los filtros activos son los circuitos electrónicos, que consisten en elementos activos como amplificadores operacionales junto con elementos pasivos como resistencias y condensadores.

Los filtros activos se clasifican principalmente en los siguientes four types basado en la banda de frecuencias que están permitiendo y / o rechazando -

• Filtro de paso bajo activo
• Filtro de paso alto activo
• Filtro de paso de banda activo
• Filtro de parada de banda activa

Filtro de paso bajo activo

Si un filtro activo permite (pasa) solo low frequency componentes y rechaza (bloquea) todos los demás componentes de alta frecuencia, entonces se llama como active low pass filter.

los circuit diagram de un filtro de paso bajo activo se muestra en la siguiente figura:

Sabemos que la red eléctrica, que está conectada al terminal no inversor de un amplificador operacional, es un passive low pass filter. Entonces, la entrada de un terminal no inversor de un opamp es la salida de un filtro de paso bajo pasivo.

Observe que el circuito anterior se asemeja a un non-inverting amplifier. Tiene la salida de un filtro de paso bajo pasivo como entrada al terminal no inversor del amplificador operacional. Por tanto, produce una salida, que es$\left(1+\frac{R_f}{R_1}\right)$ veces la entrada presente en el terminal no inversor.

Podemos elegir los valores de $R_{f}$ y $R_{1}$ adecuadamente para obtener la desired gainen la salida. Suponga, si consideramos los valores de resistencia de$R_{f}$ y $R_{1}$ como cero ohmios e infinitos ohmios, entonces el circuito anterior producirá un unity gain Salida de filtro de paso bajo.

Filtro de paso alto activo

Si un filtro activo permite (pasa) solo high frequency componentes y rechaza (bloquea) todos los demás componentes de baja frecuencia, entonces se llama active high pass filter.

los circuit diagram de un filtro de paso alto activo se muestra en la siguiente figura:

Sabemos que la red eléctrica, que está conectada al terminal no inversor de un amplificador operacional, es un passive high pass filter. Entonces, la entrada de un terminal no inversor de opamp es la salida del filtro de paso alto pasivo.

Ahora, el circuito anterior se asemeja a un non-inverting amplifier. Tiene la salida de un filtro de paso alto pasivo como entrada al terminal no inversor del amplificador operacional. Por tanto, produce una salida, que es$\left(1+\frac{R_f}{R_1}\right)$ veces la entrada presente en su terminal no inversor.

Podemos elegir los valores de $R_f$ y $R_1$ adecuadamente para obtener la desired gainen la salida. Suponga, si consideramos los valores de resistencia de$R_{f}$ y $R_{1}$ como cero ohmios e infinitos ohmios, entonces el circuito anterior producirá un unity gain Salida de filtro de paso alto.

Filtro de paso de banda activo

Si un filtro activo permite (pasa) solo una banda de frecuencias, entonces se llama como active band pass filter. En general, esta banda de frecuencia se encuentra entre el rango de baja frecuencia y el rango de alta frecuencia. Por lo tanto, el filtro de paso de banda activo rechaza (bloquea) los componentes de baja y alta frecuencia.

los circuit diagram de un filtro de paso de banda activo se muestra en la siguiente figura

Observe que hay two parts en el diagrama de circuito del filtro de paso de banda activo: la primera parte es un filtro de paso alto activo, mientras que la segunda parte es un filtro de paso bajo activo.

La salida del filtro de paso alto activo se aplica como una entrada del filtro de paso bajo activo, es decir, tanto el filtro de paso alto activo como el filtro de paso bajo activo son cascaded para obtener la salida de tal manera que contenga solo una banda particular de frecuencias.

los active high pass filter, que está presente en la primera etapa permite las frecuencias que son mayores que el lower cut-off frequencydel filtro de paso de banda activo. Entonces, tenemos que elegir los valores de$R_{B}$ y $C_{B}$ convenientemente, para obtener el deseado lower cut-off frequency del filtro de paso de banda activo.

Del mismo modo, el active low pass filter, que está presente en la segunda etapa, permite las frecuencias que son más pequeñas que la frecuencia de corte más alta del filtro de paso de banda activo. Entonces, tenemos que elegir los valores de$R_{A}$ y $C_{A}$ convenientemente para obtener el deseado higher cut-off frequency del filtro de paso de banda activo.

Por lo tanto, el circuito en el diagrama discutido anteriormente producirá una salida de filtro de paso de banda activa.

Filtro de parada de banda activa

Si un filtro activo rechaza (bloquea) una banda particular de frecuencias, entonces se llama como active band stop filter. En general, esta banda de frecuencia se encuentra entre el rango de baja frecuencia y el rango de alta frecuencia. Por lo tanto, el filtro de parada de banda activa permite (pasa) componentes de baja y alta frecuencia.

los block diagram de un filtro de parada de banda activo se muestra en la siguiente figura:

Observe que el diagrama de bloques de un filtro de parada de banda activo consta de dos bloques en su primera etapa: un filtro de paso bajo activo y un filtro de paso alto activo. Las salidas de estos dos bloques se aplican como entradas al bloque que está presente en la segunda etapa. Entonces elsumming amplifier produce una salida, que es la versión amplificada de la suma de las salidas del filtro de paso bajo activo y el filtro de paso alto activo.

Por lo tanto, la salida del diagrama de bloques anterior será el output of an active band stop , cuando elegimos que la frecuencia de corte del filtro de paso bajo sea menor que la frecuencia de corte de un filtro de paso alto.

los circuit diagram de un filtro de parada de banda activo se muestra en la siguiente figura:

Ya hemos visto los diagramas de circuitos de un filtro de paso bajo activo, un filtro de paso alto activo y un amplificador sumador. Observa que obtuvimos lo anteriorcircuit diagram del filtro de parada de banda activa reemplazando los bloques con los respectivos diagramas de circuito en el diagrama de bloques de un filtro de parada de banda activa.

Un oscilador es un circuito electrónico que produce una señal periódica. Si el oscilador produce oscilaciones sinusoidales, se denomina comosinusoidal oscillator. Convierte la energía de entrada de una fuente de CC en una energía de salida de CA de una señal periódica. Esta señal periódica tendrá una frecuencia y amplitud específicas.

los block diagram de un oscilador sinusoidal se muestra en la siguiente figura:

La figura anterior consiste principalmente en two blocks: un amplificador y una red de retroalimentación. La red de retroalimentación toma una parte de la salida del amplificador como entrada y produce una señal de voltaje. Esta señal de voltaje se aplica como entrada al amplificador.

El diagrama de bloques de un oscilador sinusoidal que se muestra arriba produce oscilaciones sinusoidales, cuando lo siguiente two conditions están satisfechos -

• los loop gain $A_{v}\beta$ del diagrama de bloques anterior del oscilador sinusoidal debe ser mayor o igual a unity. Aquí,$A_{v}$ y $\beta$ son la ganancia del amplificador y la ganancia de la red de retroalimentación, respectivamente.

• El total phase shift alrededor del bucle del diagrama de bloques anterior de un oscilador sinusoidal debe ser 0⁰ o 360⁰.

Las dos condiciones anteriores juntas se denominan como Barkhausen criteria.

Osciladores basados ​​en amplificador operacional

Existen two tipos de osciladores basados ​​en amplificador operacional.

• Oscilador de cambio de fase RC
• Oscilador de puente de Viena

Esta sección analiza cada uno de ellos en detalle.

Oscilador de cambio de fase RC

El oscilador basado en amplificador operacional, que produce una señal de voltaje sinusoidal en la salida con la ayuda de un amplificador inversor y una red de retroalimentación, se conoce como RC phase shift oscillator. Esta red de retroalimentación consta de tres secciones RC en cascada.

los circuit diagram de un oscilador de cambio de fase RC se muestra en la siguiente figura:

En el circuito anterior, el amplificador operacional está operando en inverting mode. Por lo tanto, proporciona un cambio de fase de 180 ⁰ . La red de retroalimentación presente en el circuito anterior también proporciona un cambio de fase de 180 ⁰ , ya que cada sección RC proporciona un cambio de fase de 60 ⁰ . Por lo tanto, el circuito anterior proporciona un desplazamiento de fase total de 360 ⁰ a alguna frecuencia.

• los output frequency de un oscilador de cambio de fase RC es -

$$f=\frac{1}{2\Pi RC\sqrt[]{6}}$$

• los gain $A_{v}$ de un amplificador inversor debe ser mayor o igual a -29,

$$i.e.,-\frac{R_f}{R_1}\geq-29$$

$$=>\frac{R_f}{R_1}\geq-29$$

$$=>R_{f}\geq29R_{1}$$

Entonces, debemos considerar el valor de la resistencia de retroalimentación $R_{f}$, como mínimo 29 veces el valor de la resistencia $R_{1}$, para producir oscilaciones sostenidas a la salida de un oscilador de cambio de fase RC.

Oscilador del puente de Viena

El oscilador basado en amplificador operacional, que produce una señal de voltaje sinusoidal en la salida con la ayuda de un amplificador no inversor y una red de retroalimentación, se conoce como Wien bridge oscillator.

los circuit diagram de un oscilador de puente de Wien se muestra en la siguiente figura:

En el circuito que se muestra arriba para el oscilador de puente Wein, el amplificador operacional está operando en non inverting mode. Por tanto, proporciona un cambio de fase de 00. Por tanto, la red de retroalimentación presente en el circuito anterior no debería proporcionar ningún cambio de fase.

Si la red de retroalimentación proporciona algún cambio de fase, entonces tenemos que balance the bridgede tal manera que no debería haber ningún cambio de fase. Entonces, el circuito anterior proporciona un cambio de fase total de 0 ⁰ a alguna frecuencia.

• los output frequency del oscilador de puente de Viena es

$$f=\frac{1}{2\Pi RC}$$

• los gain $A_{v}$ del amplificador no inversor debe ser mayor o igual a 3

$$i.e.,1+\frac{R_f}{R_1}\geq3$$

$$=>\frac{R_f}{R_1}\geq2$$

$$=>R_{f}\geq2R_{1}$$

Entonces, debemos considerar el valor de la resistencia de retroalimentación $R_{f}$ al menos dos veces el valor de la resistencia, $R_{1}$ para producir oscilaciones sostenidas a la salida del oscilador de puente de Wien.

UN waveform generatores un circuito electrónico que genera una onda estándar. Hay dos tipos de generadores de formas de onda basados ​​en amplificadores operacionales:

• Generador de ondas cuadradas
• Generador de ondas triangulares

Este capítulo trata en detalle cada uno de estos generadores de formas de onda basados ​​en amplificadores operacionales.

Generador de ondas cuadradas

UN square wave generatores un circuito electrónico que genera ondas cuadradas. Esta sección trata sobre los generadores de onda cuadrada basados ​​en amplificadores operacionales.

los circuit diagram de un generador de onda cuadrada basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura

Observe que en el diagrama de circuito que se muestra arriba, la resistencia $R_{1}$está conectado entre el terminal de entrada inversora del amplificador operacional y su salida del amplificador operacional. Entonces, la resistencia$R_{1}$ se utiliza en el negative feedback. Del mismo modo, la resistencia$R_{2}$está conectado entre el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional y su salida. Entonces, la resistencia$R_{2}$ se utiliza en el positive feedback camino.

Un condensador C está conectado entre el terminal de entrada inversora del amplificador operacional y tierra. Entonces elvoltage across capacitor Cserá el voltaje de entrada en este terminal inversor del amplificador operacional. Del mismo modo, una resistencia$R_{3}$está conectado entre el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional y tierra. Entonces elvoltage across resistor $R_{3}$ será el voltaje de entrada en este terminal no inversor del amplificador operacional.

los operation de un generador de onda cuadrada se explica a continuación:

• Supongamos que hay no chargealmacenado en el condensador inicialmente. Entonces, el voltaje presente en el terminal inversor del amplificador operacional es cero voltios. Pero, hay algo de voltaje de compensación en el terminal no inversor del amplificador operacional. Debido a esto, el valor presente en la salida del circuito anterior será$+V_{sat}$.

• Ahora, el condensador C comienza charging a través de una resistencia $R_{1}$. El valor presente en la salida del circuito anterior cambiará a$-V_{sat}$, cuando el voltaje a través del condensador C alcanza un poco más que el voltaje (valor positivo) a través de la resistencia $R_{3}$.

• El condensador C arranca discharging a través de una resistencia $R_{1}$, cuando la salida del circuito anterior es $-V_{sat}$. El valor presente en la salida del circuito anterior cambiará a$+V_{sat}$, cuando el voltaje a través del condensador C alcanza un poco menos que (más negativo) el voltaje (valor negativo) a través de la resistencia $R_{3}$.

Por lo tanto, el circuito que se muestra en el diagrama anterior producirá un square wave en la salida como se muestra en la siguiente figura -

De la figura anterior podemos observar que la salida del generador de onda cuadrada tendrá uno de los dos valores: $+V_{sat}$ y $-V_{sat}$. Por lo tanto, la salida permanece en un valor durante algún tiempo y luego pasa a otro valor y permanece allí durante algún tiempo. De esta forma, continúa.

Generador de ondas triangulares

Un generador de ondas triangulares es un circuito electrónico que genera una onda triangular. losblock diagram de un generador de ondas triangulares se muestra en la siguiente figura:

El diagrama de bloques de un generador de ondas triangulares contiene principalmente dos bloques: un generador de ondas cuadradas y un integrador. Estos dos bloques soncascaded. Eso significa que la salida del generador de onda cuadrada se aplica como una entrada del integrador. Tenga en cuenta que la integración de una onda cuadrada no es más que una onda triangular.

los circuit diagram de un generador de ondas triangulares basado en amplificador operacional se muestra en la siguiente figura:

Ya hemos visto los diagramas de circuitos de un generador de ondas cuadradas y un integrador. Observa que obtuvimos lo anteriorcircuit diagram de un generador de ondas triangulares basado en amplificador operacional reemplazando los bloques con los respectivos diagramas de circuitos en el diagrama de bloques de un generador de ondas triangulares.

los 555 Timer IC obtuvo su nombre de los tres $5K\Omega$resistencias que se utilizan en su red de divisores de voltaje. Este CI es útil para generar oscilaciones y retardos de tiempo precisos. Este capítulo explica en detalle acerca del temporizador 555.

Diagrama de pines y diagrama funcional

En esta sección, primero analicemos el diagrama de pines del 555 Timer IC y luego su diagrama funcional.

Diagrama de pines

El 555 Timer IC es un mini paquete de doble línea (DIP) de 8 pines. lospin diagram de un 555 Timer IC se muestra en la siguiente figura:

El significado de cada pin se explica por sí mismo en el diagrama anterior. Este 555 Timer IC puede funcionar con un suministro de CC de + 5V a + 18V. Es principalmente útil para generarnon-sinusoidal formas de onda como cuadrado, rampa, pulso, etc.

Diagrama funcional

La representación pictórica que muestra los detalles internos de un temporizador 555 se conoce como diagrama funcional.

los functional diagram de 555 Timer IC se muestra en la siguiente figura:

Observe que el diagrama funcional del 555 Timer contiene una red divisora ​​de voltaje, dos comparadores, un flip-flop SR, dos transistores y un inversor. Esta sección analiza en detalle el propósito de cada bloque o componente:

Red de divisores de voltaje

• La red del divisor de voltaje consta de tres $5K\Omega$ resistencias que están conectadas en serie entre la tensión de alimentación $V_{cc}$ y tierra.

• Esta red proporciona un voltaje de $\frac{V_{cc} }{3}$ entre un punto y el suelo, si existe solo una $5K\Omega$resistor. Del mismo modo, proporciona un voltaje de$\frac{2V_{cc} }{3}$ entre un punto y el suelo, si solo existen dos $5K\Omega$ resistencias.

Comparador

• El diagrama funcional de un 555 Timer IC consta de dos comparadores: un comparador superior (UC) y un comparador inferior (LC).

• Recuerde que un comparator compara las dos entradas que se le aplican y produce una salida.

• Si el voltaje presente en el terminal no inversor de un amplificador operacional es mayor que el voltaje presente en su terminal inversor, entonces la salida del comparador será $+V_{sat}$. Esto puede considerarse comoLogic High ('1') en representación digital.

• Si el voltaje presente en el terminal no inversor del amplificador operacional es menor o igual al voltaje en su terminal inversor, entonces la salida del comparador será $-V_{sat}$. Esto puede considerarse comoLogic Low ('0') en representación digital.

SR Flip-Flop

• Recuerde que un SR flip-flopopera con transiciones de reloj positivas o con transiciones de reloj negativas. Tiene dos entradas: S y R, y dos salidas: Q (t) y Q (t) '. Las salidas, Q (t) y Q (t) 'se complementan entre sí.

• La siguiente tabla muestra la state table de un flip-flop SR

S	R	Q (t + 1)
0	0	Q (t)
0	1	0
1	0	1
1	1	-

• Aquí, Q (t) y Q (t + 1) son el estado presente y el siguiente estado respectivamente. Por lo tanto, el flip-flop SR se puede utilizar para una de estas tres funciones, como Hold, Reset & Set según las condiciones de entrada, cuando se aplica la transición positiva (negativa) de la señal de reloj.

• Las salidas de Comparador inferior (LC) y Comparador superior (UC) se aplican como inputs of SR flip-flop como se muestra en el diagrama funcional del 555 Timer IC.

Transistores e inversor

• El diagrama funcional de un 555 Timer IC consta de un transistor npn $Q_{1}$ y un transistor pnp $Q_{2}$. El transistor npn$Q_{1}$se encenderá si el voltaje de la base al emisor es positivo y mayor que el voltaje de corte. De lo contrario, se apagará.

• El transistor pnp $Q_{2}$ se usa como buffer para aislar la entrada de reinicio del flip-flop SR y el transistor npn $Q_{1}$.

• los inverter utilizado en el diagrama funcional de un 555 Timer IC no solo realiza la acción de inversión sino que también amplifica el nivel de potencia.

El 555 Timer IC se puede utilizar en funcionamiento monoestable para producir un pulso en la salida. De manera similar, se puede utilizar en una operación estable para producir una onda cuadrada en la salida.

Bucle de bloqueo de fase (PLL)es uno de los bloques vitales en los sistemas lineales. Es útil en sistemas de comunicación como radares, satélites, FM, etc.

Este capítulo trata en detalle sobre el diagrama de bloques de PLL e IC 565.

Diagrama de bloques de PLL

Un bucle de bloqueo de fase (PLL) consta principalmente de lo siguiente three blocks -

• Detector de fase
• Filtro de paso bajo activo
• Oscilador controlado por voltaje (VCO)

los block diagram de PLL se muestra en la siguiente figura:

La salida de un detector de fase se aplica como entrada del filtro de paso bajo activo. De manera similar, la salida del filtro de paso bajo activo se aplica como entrada de VCO.

los working de un PLL es el siguiente:

• Phase detector produce un voltaje de CC, que es proporcional a la diferencia de fase entre la señal de entrada que tiene una frecuencia de $f_{in}$ y señal de retroalimentación (salida) que tiene una frecuencia de $f_{out}$.

• UN Phase detector es un multiplicador y produce dos componentes de frecuencia en su salida: suma de las frecuencias $f_{in}$ y $f_{out}$ y diferencia de frecuencias $f_{in}$ Y $f_{out}$.

• Un active low pass filterproduce un voltaje de CC en su salida, después de eliminar el componente de alta frecuencia presente en la salida del detector de fase. También amplifica la señal.

• UN VCOproduce una señal que tiene una cierta frecuencia, cuando no se le aplica ninguna entrada. Esta frecuencia se puede cambiar a cualquier lado aplicándole un voltaje de CC. Por lo tanto, la desviación de frecuencia es directamente proporcional al voltaje de CC presente en la salida de un filtro de paso bajo.

Las operaciones anteriores tienen lugar hasta que la frecuencia del VCO es igual a la frecuencia de la señal de entrada. Según el tipo de aplicación, podemos utilizar la salida del filtro de paso bajo activo o la salida de un VCO. Los PLL se utilizan en muchosapplications como demodulador de FM, generador de reloj, etc.

PLL opera en uno de los following three modes -

• Modo de ejecución libre
• Modo de captura
• Modo de bloqueo

Inicialmente, PLL opera en free running modecuando no se le aplica ninguna entrada. Cuando se aplica una señal de entrada que tiene alguna frecuencia a PLL, entonces la frecuencia de la señal de salida de VCO comenzará a cambiar. En esta etapa, se dice que el PLL está operando en elcapture mode. La frecuencia de la señal de salida de VCO cambiará continuamente hasta que sea igual a la frecuencia de la señal de entrada. Ahora, se dice que PLL está operando en ellock mode.

IC 565

IC 565 es el circuito integrado de circuito cerrado de fase más comúnmente utilizado. Es un paquete de doble línea (DIP) de 14 pines. lospin diagram del IC 565 se muestra en la siguiente figura:

El propósito de cada pin se explica por sí mismo en el diagrama anterior. De 14 pines, solo 10 pines (pin número 1 a 10) se utilizan para el funcionamiento de PLL. Entonces, los 4 pines restantes (número de pin 11 a 14) están etiquetados con NC (Sin conexión).

los VCOproduce una salida en el pin número 4 del IC 565, cuando los pin números 2 y 3 están conectados a tierra. Matemáticamente, podemos escribir la frecuencia de salida,$f_{out}$ del VCO como.

$$f_{out}=\frac{0.25}{R_VC_V}$$

dónde,

$R_{V}$ es la resistencia externa que está conectada al pin número 8

$C_{V}$ es el condensador externo que está conectado al pin número 9

• Al elegir los valores adecuados de $R_{V}$ y $C_{V}$, podemos fijar (determinar) la frecuencia de salida, $f_{out}$ de VCO.

• Pin numbers 4 and 5se deben cortocircuitar con un cable externo para que la salida de VCO se pueda aplicar como una de las entradas del detector de fase.

• IC 565 tiene una resistencia interna de $3.6K\Omega$. Un condensador, C tiene que estar conectado entre los pines números 7 y 10 para hacer unlow pass filter con esa resistencia interna.

Tenga en cuenta que según el requisito, tenemos que configurar correctamente los pines del IC 565.

La función de un voltage regulatores mantener un voltaje de CC constante en la salida independientemente de las fluctuaciones de voltaje en la entrada y (o) variaciones en la corriente de carga. En otras palabras, el regulador de voltaje produce un voltaje de salida de CC regulado.

Los reguladores de voltaje también están disponibles en forma de Circuitos Integrados (IC). Estos se llaman comovoltage regulator ICs.

Tipos de reguladores de voltaje

Existen two types de reguladores de voltaje -

• Regulador de voltaje fijo
• Regulador de voltaje ajustable

Este capítulo trata sobre estos dos tipos de reguladores de voltaje uno por uno.

Regulador de voltaje fijo

UN fixed voltage regulatorproduce un voltaje de salida de CC fijo, que es positivo o negativo. En otras palabras, algunos reguladores de voltaje fijo producen valores de voltaje de CC fijos positivos, mientras que otros producen valores de voltaje de CC fijos negativos.

78xx Los CI reguladores de voltaje producen valores de voltaje CC fijos positivos, mientras que los CI reguladores de voltaje 79xx producen valores de voltaje CC fijos negativos.

Los siguientes puntos deben tenerse en cuenta al trabajar con 78xx y 79xx CI reguladores de voltaje -

• “Xx” corresponde a un número de dos dígitos y representa la cantidad (magnitud) de voltaje que produce el regulador de voltaje IC.

• Los CI reguladores de voltaje 78xx y 79xx tienen 3 pins cada uno y el tercer pin se utilizan para recopilar la salida de ellos.

• El propósito del primer y segundo pines de estos dos tipos de circuitos integrados es diferente:

  • El primer y segundo pines de 78xx Los CI reguladores de voltaje se utilizan para conectar la entrada y la tierra, respectivamente.

  • El primer y segundo pines de 79xx Los circuitos integrados reguladores de voltaje se utilizan para conectar la tierra y la entrada, respectivamente.

Ejemplos

• El regulador de voltaje 7805 IC produce un voltaje de CC de +5 voltios.
• El regulador de voltaje 7905 IC produce un voltaje de CC de -5 voltios.

La siguiente figura muestra cómo producir un fixed positive voltage en la salida utilizando un regulador de voltaje positivo fijo con las conexiones necesarias.

En la figura anterior que muestra un regulador de voltaje positivo fijo, el capacitor de entrada C _i se usa para evitar oscilaciones no deseadas y el capacitor de salida, C ₀ actúa como un filtro de línea para mejorar la respuesta transitoria.

Note - conseguir un fixed negative voltage en la salida utilizando un regulador de voltaje negativo fijo con conexiones adecuadas.

Regulador de voltaje ajustable

Un regulador de voltaje ajustable produce un voltaje de salida de CC, que se puede ajustar a cualquier otro valor de cierto rango de voltaje. Por lo tanto, el regulador de voltaje ajustable también se llamavariable voltage regulator.

El valor de voltaje de salida de CC de un regulador de voltaje ajustable puede ser positivo o negativo.

Regulador de voltaje LM317 IC

LM317 El regulador de voltaje IC se puede utilizar para producir un valor de voltaje de CC fijo positivo deseado del rango de voltaje disponible.

El regulador de voltaje LM317 IC tiene 3 pines. El primer pin se usa para ajustar el voltaje de salida, el segundo pin se usa para recolectar la salida y el tercer pin se usa para conectar la entrada.

El pin ajustable (terminal) está provisto de una resistencia variable que permite que la salida varíe entre un amplio rango.

La figura anterior muestra una fuente de alimentación no regulada que acciona un IC regulador de voltaje LM 317, que se usa comúnmente. Este IC puede suministrar una corriente de carga de 1,5 A en un rango de salida ajustable de 1,25 V a 37 V.

Todas las cantidades del mundo real son de naturaleza analógica. Podemos representar estas cantidades eléctricamente como señales analógicas. Unanalog signal es una señal variable en el tiempo que tiene cualquier número de valores (variaciones) para un intervalo de tiempo determinado.

En contraste con esto, un digital signal varía repentinamente de un nivel a otro y solo tendrá un número finito de valores (variaciones) para un intervalo de tiempo determinado.

Este capítulo trata sobre los tipos de convertidores de datos y sus especificaciones.

Tipos de convertidores de datos

Los circuitos electrónicos que pueden funcionar con señales analógicas se denominan circuitos analógicos. Del mismo modo, los circuitos electrónicos que pueden funcionar con señales digitales se denominan circuitos digitales. Un convertidor de datos es un circuito electrónico que convierte datos de una forma a otra.

Hay dos types of data converters -

• Conversor analógico a digital
• Convertidor digital a analógico

Si queremos conectar la salida de un circuito analógico como entrada de un circuito digital, entonces tenemos que colocar un circuito de interfaz entre ellos. Este circuito de interfaz que convierte la señal analógica en digital se denomina comoAnalog to Digital Converter.

Del mismo modo, si queremos conectar la salida de un circuito digital como entrada de un circuito analógico, entonces tenemos que colocar un circuito de interfaz entre ellos. Este circuito de interfaz que convierte la señal digital en una señal analógica se denomina comoDigital to Analog Converter.

Tenga en cuenta que algunos convertidores de analógico a digital pueden requerir un convertidor de digital a analógico como bloque interno para su funcionamiento.

Especificaciones

Los siguientes son los specifications que están relacionados con conversiones de datos -

• Resolution
• Tiempo de conversión

Resolución

La resolución es la minimum amount of changenecesario en una tensión de entrada analógica para que se represente en una salida binaria (digital). Depende de la cantidad de bits que se utilizan en la salida digital.

Mathematically, la resolución se puede representar como

$$Resolution=\frac{1}{2^{N}}$$

donde, 'N' es el número de bits que están presentes en la salida digital.

De la fórmula anterior, podemos observar que existe un inverse relationshipentre la resolución y el número de bits. Por lo tanto, la resolución disminuye a medida que aumenta el número de bits y viceversa.

Resolution también se puede definir como la relación entre la tensión de entrada analógica máxima que se puede representar en binario y el número binario equivalente.

Mathematically, la resolución se puede representar como

$$Resolution=\frac{V_{FS}}{2^{N}-1}$$

dónde,

$V_{FS}$ es el voltaje de entrada de escala completa o el voltaje de entrada analógico máximo,

'N' es el número de bits que están presentes en la salida digital.

Tiempo de conversión

La cantidad de tiempo necesaria para que un convertidor de datos convierta los datos (información) de un formulario en sus datos equivalentes en otro formulario se denomina conversion time. Dado que tenemos dos tipos de convertidores de datos, existen dos tipos de tiempos de conversión de la siguiente manera

• Tiempo de conversión de analógico a digital
• Tiempo de conversión de digital a analógico

La cantidad de tiempo necesaria para que un convertidor analógico a digital (ADC) convierta el voltaje de entrada analógica en su salida binaria (digital) equivalente se denomina como Analog to Digital conversion time. Depende de la cantidad de bits que se utilizan en la salida digital.

La cantidad de tiempo necesaria para que un convertidor digital a analógico (DAC) convierta la entrada binaria (digital) en su voltaje de salida analógica equivalente se denomina como Digital to Analog conversion time. Depende de la cantidad de bits que están presentes en la entrada binaria (digital).

UN Digital to Analog Converter (DAC)convierte una señal de entrada digital en una señal de salida analógica. La señal digital se representa con un código binario, que es una combinación de los bits 0 y 1. Este capítulo trata en detalle sobre los convertidores digitales a analógicos.

los block diagram de DAC se muestra en la siguiente figura:

Un convertidor de digital a analógico (DAC) consta de varias entradas binarias y una única salida. En general, elnumber of binary inputs de un DAC será una potencia de dos.

Tipos de DAC

Existen two types de DAC

• Resistencia ponderada DAC
• Escalera DAC R-2R

En esta sección se tratan estos dos tipos de DAC en detalle:

Resistencia ponderada DAC

Un DAC de resistencia ponderada produce una salida analógica, que es casi igual a la entrada digital (binaria) utilizando binary weighted resistorsen el circuito sumador inversor. En resumen, una resistencia ponderada binaria DAC se llama resistencia ponderada DAC.

los circuit diagram de un DAC de resistencia ponderada binaria de 3 bits se muestra en la siguiente figura:

Recuerde que los bits de un número binario solo pueden tener uno de los dos valores. es decir, 0 o 1. Deje que el3-bit binary input es $b_{2}b_{1}b_{0}$. Aquí, los bits$b_{2}$ y $b_{0}$ denotar el Most Significant Bit (MSB) and Least Significant Bit (LSB) respectivamente.

los digital switchesque se muestra en la figura anterior se conectará a tierra, cuando los bits de entrada correspondientes sean iguales a '0'. Del mismo modo, los interruptores digitales que se muestran en la figura anterior se conectarán al voltaje de referencia negativo,$-V_{R}$ cuando los bits de entrada correspondientes son iguales a '1'.

En el circuito anterior, el terminal de entrada no inversora de un amplificador operacional está conectado a tierra. Eso significa que se aplica cero voltios en el terminal de entrada no inversora del amplificador operacional.

De acuerdo con la virtual short concept, el voltaje en el terminal de entrada inversora del opamp es el mismo que el del voltaje presente en su terminal de entrada no inversora. Entonces, el voltaje en el nodo del terminal de entrada inversora será cero voltios.

los nodal equation en el nodo de la terminal de entrada inversora es:

$$\frac{0+V_{R}b_{2}}{2^{0}R}+\frac{0+V_{R}b_{1}}{2^{1}R}+\frac{0+V_{R}b_{0}}{2^{2}R}+\frac{0-V_{0}}{R_{f}}=0$$

$$=>\frac{V_{0}}{R_{f}}=\frac{V_{R}b_{2}}{2^{0}R}+\frac{V_{R}b_{1}}{2^{1}R}+\frac{V_{R}b_{0}}{2^{2}R}$$

$$=>V_{0}=\frac{V_{R}R_{f}}{R}\left \{\frac{b_{2}}{2^{0}}+\frac{b_{1}}{2^{1}}+\frac{b_{0}}{2^{2}}\right \}$$

Sustituyendo, $R=2R_{f}$ en la ecuación anterior.

$$=>V_{0}=\frac{V_{R}R_{f}}{2R_{f}}\left \{\frac{b_{2}}{2^{0}}+\frac{b_{1}}{2^{1}}+\frac{b_{0}}{2^{2}}\right \}$$

$$=>V_{0}=\frac{V_{R}}{2}\left \{\frac{b_{2}}{2^{0}}+\frac{b_{1}}{2^{1}}+\frac{b_{0}}{2^{2}}\right \}$$

La ecuación anterior representa la output voltage equationde un DAC de resistencia ponderada binaria de 3 bits. Dado que el número de bits es tres en la entrada binaria (digital), obtendremos siete valores posibles de voltaje de salida variando la entrada binaria de 000 a 111 para un voltaje de referencia fijo,$V_{R}$.

Podemos escribir el generalized output voltage equation de un DAC de resistencia binaria ponderada de N bits, como se muestra a continuación, según la ecuación de voltaje de salida de un DAC de resistencia binaria ponderada de 3 bits.

$$=>V_{0}=\frac{V_{R}}{2}\left \{ \frac{b_{N-1}}{2^{0}}+ \frac{b_{N-2}}{2^{1}}+....+\frac{b_{0}}{2^{N-1}} \right \}$$

los disadvantages de un DAC de resistencia ponderada binaria son los siguientes:

• La diferencia entre los valores de resistencia correspondientes a LSB y MSB aumentará a medida que aumente el número de bits presentes en la entrada digital.

• Es difícil diseñar resistencias más precisas a medida que aumenta el número de bits presentes en la entrada digital.

Escalera DAC R-2R

El R-2R Ladder DAC supera las desventajas de un DAC de resistencia binaria ponderada. Como sugiere el nombre, R-2R Ladder DAC produce una salida analógica, que es casi igual a la entrada digital (binaria) mediante el uso de unR-2R ladder network en el circuito sumador inversor.

loscircuit diagramde un DAC de escalera R-2R de 3 bits se muestra en la siguiente figura:

Recuerde que los bits de un número binario solo pueden tener uno de los dos valores. es decir, 0 o 1. Deje que el3-bit binary input es $b_{2}b_{1}b_{0}$. Aquí, los bits$b_{2}$ y $b_{0}$ denotan el bit más significativo (MSB) y el bit menos significativo (LSB) respectivamente.

Los interruptores digitales que se muestran en la figura anterior estarán conectados a tierra, cuando los bits de entrada correspondientes sean iguales a '0'. Del mismo modo, los interruptores digitales que se muestran en la figura anterior se conectarán al voltaje de referencia negativo,$-V_{R}$ cuando los bits de entrada correspondientes son iguales a '1'.

Es difícil obtener la ecuación de voltaje de salida generalizada de un DAC de escalera R-2R. Pero podemos encontrar fácilmente los valores de voltaje de salida analógica del DAC de escalera R-2R para combinaciones de entradas binarias individuales.

los advantages de un DAC de escalera R-2R son los siguientes:

• R-2R Ladder DAC contiene solo dos valores de resistencia: R y 2R. Por lo tanto, es fácil seleccionar y diseñar resistencias más precisas.

• Si hay más bits presentes en la entrada digital, entonces tenemos que incluir adicionalmente el número requerido de secciones R-2R.

Debido a las ventajas anteriores, el DAC de escalera R-2R es preferible al DAC de resistencia ponderada binaria.

En el capítulo anterior, discutimos los dos tipos de DAC. Este capítulo analiza un problema de ejemplo basado en el DAC de escalera R-2R.

Ejemplo

Encontremos el valor del voltaje de salida analógica del DAC de escalera R-2R para una entrada binaria, $b_{2}b_{1}b_{0}$ = 100.

Diagrama de circuito y su simplificación

los circuit diagram de un DAC de escalera R-2R de 3 bits cuando la entrada binaria, $b_{2}b_{1}b_{0}$ = 100 aplicado se muestra en la siguiente figura -

En el circuito anterior, existen combinaciones de resistencias en serie y en paralelo a la izquierda de point Acon respecto al suelo. Entonces, podemos reemplazar toda la red de resistencias con una sola resistencia que tenga una resistencia de$2R\Omega$.

los simplified circuit diagram se muestra en la siguiente figura -

Podemos reemplazar la parte de la red que está conectada a la izquierda del punto B con respecto a tierra usando un circuito equivalente de Thevenin. losmodified circuit diagram se muestra en la siguiente figura -

En el circuito anterior, existe una combinación en serie de dos resistencias. Reemplace esta combinación con una sola resistencia. El finalcircuit diagram después de la simplificación se muestra en la siguiente figura:

Ahora, el diagrama de circuito anterior parece un inverting amplifier. Tiene un voltaje de entrada de$-\frac{V_{R}}{2}$ voltios, resistencia de entrada de $2R\Omega$ y resistencia a la retroalimentación de $2R\Omega$.

los output voltage del circuito que se muestra arriba será -

$$V_{0}=-\frac{2R}{2R}\left(-\frac{V_{R}}{2}\right)$$

$$V_{0}=\frac{V_{R}}{2}$$

Por lo tanto, los output voltage del DAC de escalera R-2R de 3 bits es $\frac{V_{R}}{2}$ voltios para una entrada binaria, $b_{2}b_{1}b_{0}$ = 100.

Un convertidor de analógico a digital (ADC)convierte una señal analógica en una señal digital. La señal digital se representa con un código binario, que es una combinación de los bits 0 y 1.

los block diagram de un ADC se muestra en la siguiente figura:

Observe que en la figura que se muestra arriba, un convertidor de analógico a digital (ADC)consta de una sola entrada analógica y muchas salidas binarias. En general, el número de salidas binarias de ADC será una potencia de dos.

Existen two typesde ADC: ADC de tipo directo y ADC de tipo indirecto. Este capítulo trata en detalle sobre los ADC de tipo directo.

Si el ADC realiza la conversión de analógico a digital directamente utilizando el código digital (binario) equivalente generado internamente para comparar con la entrada analógica, entonces se denomina como Direct type ADC.

Los siguientes son los examples de ADC de tipo directo -

• Tipo de contador ADC
• ADC de aproximación sucesiva
• Tipo de flash ADC

Esta sección trata en detalle sobre estos ADC de tipo directo.

Tipo de contador ADC

UN counter type ADC produce una salida digital, que es aproximadamente igual a la entrada analógica utilizando la operación de contador internamente.

los block diagram de un contador tipo ADC se muestra en la siguiente figura:

El contador tipo ADC consta principalmente de 5 bloques: generador de señal de reloj, contador, DAC, comparador y lógica de control.

los working de un ADC de tipo contador es el siguiente:

• los control logic restablece el contador y habilita el generador de señal de reloj para enviar los pulsos de reloj al contador, cuando recibió la señal de comando de inicio.

• los counterse incrementa en uno por cada pulso de reloj y su valor estará en formato binario (digital). Esta salida del contador se aplica como entrada de DAC.

• DACconvierte la entrada binaria (digital) recibida, que es la salida del contador, en una salida analógica. El comparador compara este valor analógico,$V_{a}$ con el valor de entrada analógica externa $V_{i}$.

• los output of comparator estarán ‘1’siempre que sea mayor que. Las operaciones mencionadas en los dos pasos anteriores continuarán siempre que la lógica de control reciba '1' de la salida del comparador.

• los output of comparator estarán ‘0’ cuando $V_{i}$ es menor o igual que $V_{a}$. Entonces, la lógica de control recibe '0' de la salida del comparador. Luego, la lógica de control desactiva el generador de señal de reloj para que no envíe ningún pulso de reloj al contador.

• En este instante, la salida del contador se mostrará como digital output. Es casi equivalente al valor de entrada analógica externa correspondiente.$V_{i}$.

ADC de aproximación sucesiva

UN successive approximation type ADC produce una salida digital, que es aproximadamente igual a la entrada analógica utilizando internamente una técnica de aproximación sucesiva.

los block diagram de un ADC de aproximación sucesiva se muestra en la siguiente figura

El ADC de aproximación sucesiva consta principalmente de 5 bloques: generador de señales de reloj, registro de aproximación sucesiva (SAR), DAC, comparador y lógica de control.

los working de un ADC de aproximación sucesiva es el siguiente:

• los control logic restablece todos los bits de SAR y habilita el generador de señal de reloj para enviar los pulsos de reloj a SAR, cuando recibió la señal de comando de inicio.

• Los datos binarios (digitales) presentes en SARse actualizará para cada pulso de reloj según la salida del comparador. La salida de SAR se aplica como entrada de DAC.

• DAC convierte la entrada digital recibida, que es la salida de SAR, en una salida analógica. El comparador compara este valor analógico$V_{a}$ con el valor de entrada analógica externa $V_{i}$.

• los output of a comparator será '1' siempre que $V_{i}$ es mayor que $V_{a}$. Del mismo modo, la salida del comparador será '0', cuando$V_{i}$ es menor o igual que $V_{a}$.

• Las operaciones mencionadas en los pasos anteriores continuarán hasta que la salida digital sea válida.

La salida digital será válida, cuando sea casi equivalente al valor de la entrada analógica externa correspondiente. $V_{i}$.

Tipo de flash ADC

UN flash type ADCproduce una salida digital equivalente para una entrada analógica correspondiente en poco tiempo. Por lo tanto, el ADC tipo flash es el ADC más rápido.

los circuit diagram de un ADC tipo flash de 3 bits se muestra en la siguiente figura:

El ADC tipo flash de 3 bits consta de una red divisora ​​de voltaje, 7 comparadores y un codificador de prioridad.

los working de un ADC tipo flash de 3 bits es el siguiente.

• los voltage divider networkcontiene 8 resistencias iguales. Un voltaje de referencia$V_{R}$se aplica en toda esa red con respecto al suelo. La caída de voltaje en cada resistencia de abajo hacia arriba con respecto a tierra será múltiplos enteros (de 1 a 8) de$\frac{V_{R}}{8}$.

• La externa input voltage $V_{i}$se aplica al terminal no inversor de todos los comparadores. La caída de voltaje a través de cada resistor de abajo hacia arriba con respecto a tierra se aplica al terminal inversor de los comparadores de abajo hacia arriba.

• A la vez, todos los comparadores comparan el voltaje de entrada externo con las caídas de voltaje presentes en el otro terminal de entrada respectivo. Es decir, las operaciones de comparación las realiza cada comparador.parallelly.

• los output of the comparator será '1' siempre que $V_{i}$es mayor que la caída de voltaje presente en el otro terminal de entrada respectivo. De manera similar, la salida del comparador será '0', cuando,$V_{i}$ es menor o igual que la caída de voltaje presente en el otro terminal de entrada respectivo.

• Todas las salidas de los comparadores están conectadas como entradas de priority encoder.Este codificador de prioridad produce un código binario (salida digital), que corresponde a la entrada de alta prioridad que tiene '1'.

• Por lo tanto, la salida del codificador de prioridad no es más que el equivalente binario (digital output) de tensión de entrada analógica externa, $V_{i}$.

El ADC de tipo flash se utiliza en aplicaciones donde la velocidad de conversión de la entrada analógica en datos digitales debería ser muy alta.

En el capítulo anterior, discutimos sobre qué es un ADC y los ejemplos de un ADC de tipo directo. Este capítulo trata sobre el ADC de tipo indirecto.

Si un ADC realiza la conversión de analógico a digital mediante un método indirecto, entonces se denomina Indirect type ADC. En general, primero convierte la entrada analógica en una función lineal de tiempo (o frecuencia) y luego producirá la salida digital (binaria).

El ADC de doble pendiente es el mejor examplede un ADC de tipo indirecto. Este capítulo lo analiza en detalle.

ADC de doble pendiente

Como sugiere el nombre, un dual slope ADC produce una salida digital equivalente para una entrada analógica correspondiente utilizando la técnica de dos pendientes (dual).

los block diagram de un ADC de doble pendiente se muestra en la siguiente figura:

El ADC de doble pendiente consta principalmente de 5 bloques: integrador, comparador, generador de señal de reloj, lógica de control y contador.

los working de un ADC de doble pendiente es el siguiente:

• los control logic pone a cero el contador y habilita el generador de señal de reloj para enviar los pulsos de reloj al contador, cuando se recibe la señal de comando de inicio.

• La lógica de control empuja el interruptor sw para conectarse al external analog input voltage $V_{i}$, cuando se recibe la señal de comando de inicio. Este voltaje de entrada se aplica a un integrador.

• La salida del integrator está conectada a una de las dos entradas del comparador y la otra entrada del comparador está conectada a tierra.

• Comparator compara la salida del integrador con cero voltios (tierra) y produce una salida, que se aplica a la lógica de control.

• los counterse incrementa en uno por cada pulso de reloj y su valor estará en formato binario (digital). Produce una señal de desbordamiento a la lógica de control, cuando se incrementa después de alcanzar el valor máximo de conteo. En este instante, todos los bits del contador solo tendrán ceros.

• Ahora, la lógica de control presiona el interruptor sw para conectarse al negative reference voltaje $-V_{ref}$. Este voltaje de referencia negativo se aplica a un integrador. Elimina la carga almacenada en el condensador hasta que se vuelve cero.

• En este instante, ambas entradas de un comparador tienen cero voltios. Entonces, el comparador envía una señal a la lógica de control. Ahora, la lógica de control desactiva el generador de señales de reloj y retiene (mantiene) el valor del contador. loscounter value es proporcional a la tensión de entrada analógica externa.

• En este instante, la salida del contador se mostrará como digital output. Es casi equivalente al valor de entrada analógica externa correspondiente.$V_{i}$.

El ADC de doble pendiente se utiliza en las aplicaciones, donde accuracy es más importante al convertir la entrada analógica en sus datos digitales (binarios) equivalentes.

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