Clase 8 - Amplificador diferencial y Rechazo en Modo Común.pdf

Presentación de amplificadores

1. 2523808 Electrónica Analógica II
Isabel Cristina Muñoz. PhD

2. Unidades teóricas
Filtros Activos
Amplificadores
de
Instrumentación
Transistores
Unidad 1Unidad 2Unidad 3

3. Contenido
•Amplificador:Conexiónenmododiferencial
•Amplificador:Conexiónenmodocomún
•CMRR:Relaciónderechazodelmodocomún

4. Amplificador diferencial
Es un amplificador de tensión ideal.
Donde !!Es el voltaje de salida del amplificador diferencial, que tiene una ganancia de tensión
de modo diferencial ""#proporcional a la diferencia del voltaje de las 2 entradas, y se especifica
por la Ec. 1
!!=""#(%$−%%) Ec. 1
!!!!
!"

5. Amplificador diferencial
!(=!′(, !)=!′)
!"
!! !!
Teorema de superposición
En un circuito con varias fuentes (de tensión y/o
corriente), la respuesta se puede hallar sumando la
respuesta del circuito a cada una de las fuentes
(independientes) por separado.
~a
~9
va=ez"y
vo
=
(un
-v)()

6. va
va.
No
R2
S
VA
=
VaRe
e
areSu
va
E
va
=
p
R
↓Be
↓
unTe
VOR1=VIR-VIR2
La
ro-
(r-v)
"¥
Vo
=
G
(V
=
-v-)

7. Amplificador diferencial
!"
!! !!%
(1). Si hay cortocircuito en !%
!!%=−*$
*%!$
No hay corriente a través de !′!ni !′"´por
tanto en el punto a se comporta como
tierra.
Configuración del amplificador inversor
!!%=−+!!$
!! !!

8. RZ
Vol
RL
Sin
va-
enz
V2
va=
Fin:
e
e
R
Von=VIRL-VLR2
Vo
=
(V-ve).

9. Amplificador diferencial
(2). Si hay cortocircuito en !$
!&=*$'
*%'+*$'.!%
Configuración No Inversor
Se ve un voltaje a través de la entrada
positiva en el punto a. Por división de
voltaje, ##
!" !!$
!!$=1+(!
("V)≈("*(!
("V)
!!$=*%+*$
*%.*$'
*%'+*$'.!%
*%=*′%, *$=*′$
!!"=#"
##.!#!!"=%$.!#

10. Amplificador diferencial
!"
!! !!
Teorema de superposición
En un circuito con varias fuentes (de tensión y/o
corriente), la respuesta se puede hallar sumando la
respuesta del circuito a cada una de las fuentes
(independientes) por separado.
!!=!!#+!!"
!!=−%!.!"+%!.!#
&4=H4(V(−V))

11. Amplificador diferencial(1). Si hay cortocircuito en 5%
5(*)=5%
-
(%*-)
!!=−65$
(2). Si hay cortocircuito en 5$
Configuración inversora con ganancia -m
Configuración no inversora con ganancia (m+1)
!!=5*1+6=5%6
Por superposición, cuando las
dos entradas están presentes!!=()#−()"=(()#−)")
·
vo
?

12. Wo
&
-
"¥o
k
↓
va
~4
=
=me
San
RtMR
↓
vo Va
=
{R -
↓
Ez
IR
e
1il
VoR
=
EcmR-E2mR
No.
=
(E)
-
En)

13. =
EmR
Va
=
ErmR
--
e
R
+
MR
.
ben
un
va--EmR
su
laeyE
VoR:EmR-EzmR
V6p
=
mR(En
-
Ez)
vo
=
m(En
-
Er)

14. Amplificador: Conexión en modo común
La salida del amplificador debe ser 0 cuando !%= !$.
La ganancia está marcada por la
relación entre las resistencias *$y
*%o *.y */
,7=-7(.8−.9)
:0= 1#
1$,1%
1&

15. Representación
Voltaje común para las 2 señales de entrada
Señalde entrada
Señalde entrada

16. ERI
va=
(un+vcm)
RI
↓vebig Rog
Guitvom
va-
tweet
VoRg
=
(Un+cm)R
-
JVemv2)RA-
vo=
It(vn
trm-ve(-V)
Ry

17. -
I
RF
va=
Im)R
↓va{Rg
Rf+Rg,
S
V
↓
Untwem
-
See
↓
v2+vem.
Vo
se
va=
RA
y
Org
Sig
↓un
+Vem.
N2+ver)
RT
+
ay"t
R+
+
RB,
VoRg=
(+Ver
RA
-
(rc
+VemIRy.
rc
-
V,
rot
Kurtam
-
Vieel

18. Amplificador diferencial
Hallar !!
Vose
va
en
internet
Se
↓
vet
ver
R1 R2
vrof
SR4
va-int
en
e
↓Va
ER3
1
v2+Vam VoR=
(Uc+Vam)
R2
+VryRz-(Un+Vem)
R2
VoRn
=
2
(vn
+
ym
-
ve-v/m)
+
Auret.
vo
=
(V-ve)
+
Vref

19. Amplificador diferencial
!!=*.(*%+*$)
*%(*/+*.)!$−*$
*%!%+*.*%+*$
*%*/+*.−*$
*%!2-+*/*%+*$
*%*/+*.!345
!!=*$
*%(!$−!%)+0!2-+1!345
Amplificación Modo DiferencialRechazo Modo Común
Corrección de offset si
es necesario

20. AplicacionesAtenuación de señales triviales
Aumento de señales de importancia
Atenuación de la señal electrocardiográfica
para adquirir señales electromiográficas
Electromiografía

21. PAUSA PARA PLICKERS

22. CMRR: Relación de rechazo del modo común
CommonModeRejectionRatio
!!=*.(*%+*$)
*%(*/+*.)!$−*$
*%!%+*.*%+*$
*%*/+*.−*$
*%!2-
!6=!$−!%
!2-=!$+!%
2
Voltaje diferencial de entrada
Voltaje de entrada en modo común
En un buen amplificador diferencial se
debe verificar la condición de que
cualquier
salida solo debe depender de la
diferencia de las entradas.
La ganancia diferencial debe superar con suficiencia a la ganancia de modo común

23. CMRR: Relación de rechazo del modo común
CommonModeRejectionRatio
Mide la cantidad de ruido (señal común) que es capaz de eliminar un
amplificador operacional.
!2-=!%+!2=%.%%+%$
%%%/+%.−%$
%%=%.%%−%$%/
%%%/+%.
!#=!%−!$
2=1
2
%.%%+%$
%%%/+%.+%$
%%

24. Ejercicio
Evaluar la CMRR para un amplificador diferencial construido con resistencias
de precisión (tolerancia 1%). Evaluar el peor de los casos.
!2-=!%+!2=%.%%+%$
%%%/+%.−%$
%%=%.%%−%$%/
%%%/+%.
!#=!%−!$
2=1
2
%.%%+%$
%%%/+%.+%$
%%
mozemages
ver
2
same
7
-
s
f
22
=
2d
↓
il
Des
R
-1

25. -
& crin:
R=
11.
R4
=
0,99
R3
=
1,01
R4=
1
-
1%l.
I
I
Acm:
cosas
once0s
=
0,02
Ad
=
1
2
(mar
=
20109,
1,02)

26. Ejercicio 3
Un amplificador diferencial de dos entradas forma parte de un electrocardiógrafo. Su ganancia
diferencial vale AD=1000. La señal de entrada diferencial deseada es de 1 mVde pico. La señal de
entrada de modo común es una onda sinusoidal de 100 V de pico y 50 Hz. Se desea que la salida
contenga una contribución de modo común cuyo pico sea del 1% o menos que la salida de pico
producida por la señal diferencial. Calcular el CMRR mínimo del amplificador diferencial.
S
Ad
=
1000
&
CM
=
vo
=
=
1x10-4
Nom
Vd
=
1mV, ver
=
100V,
Vod=
IV
Vocm
=
1%
(Vod)
=
0,02
Ad=
1000
(1mV)
=
Vod
CMRR=
A
2140dB.