1. Amplificadores Operacionales
Convertidor Digital-Analógico
El convertidor digital-analógico (CDA) transforma
señales digitales en analógicas. En esta figura se ilustra un
ejemplo usual de un CDA de cuatro bits

2. Amplificadores Operacionales
Convertidor Digital - Analógico
Éste puede realizarse de muchas maneras. Una
realización simple es la escalera ponderada binaria que
aparece en esta figura:

3. Amplificadores Operacionales
Convertidor Digital - Analógico
Los bits son ponderaciones según la magnitud de su
valor de posición, por valor descendente de Rf/Rn, de modo que
cada bit menor tiene la mitad de peso del inmediato superior.
Éste es obviamente un amplificador sumador inversor. La salida
se relaciona con las entradas. Así,

4. Amplificadores Operacionales
Convertidor Digital - Analógico
La entrada V1 se llama bit más significativo (BMS o MSB
por sus siglas en inglés), en tanto que la entrada V4 es el bit
menos significativo (BMES o LSB por sus siglas en inglés). Cada
una de las cuatro entradas binarias V1,…,V4 sólo puede asumir
dos niveles de tensión: 0 o 1V. Aplicando los valores
adecuados de entrada y resistor de retroalimentación, el CDA
arroja una sola salida, la cual es proporcional a las entradas.

5. Amplificadores Operacionales
Convertidor Digital - Analógico
Valores de entrada y salida del CDA de cuatro bits
Entrada Binaria [V1V2V3V4] Valor decimal Salida -Vo
0000 0 0
0001 1 0,125
0010 2 0,25
0011 3 0,375
0100 4 0,5
0101 5 0,625
0110 6 0,75
0111 7 0,875
1000 8 1,0
1001 9 1,125
1010 10 1,25
1011 11 1,375
1100 12 1,5
1101 13 1,625
1110 14 1,75
1111 15 1,875

6. Amplificadores Operacionales
Ejercicio de Convertidor Digital - Analógico
En el circuito del último amplificador operacional
mostrado, sean Rf = 10kΩ y R1 = 10kΩ, R2 = 20kΩ, R3 = 40kΩ y
R4 = 80kΩ. Obtener la salida analógica de las entradas binarias
[0000], [0001], [0010],…,[1111].

7. Amplificadores Operacionales
Amplificadores para Instrumentación
Uno de los circuitos de amplificadores operacionales
más útiles y versátiles para medidas de precisión y controlo de
procesos es el amplificador para instrumentación (AI), así
llamado a causa de su extendido uso en sistemas de medición.
Aplicaciones usuales de AI incluyen amplificadores de
aislamiento, amplificadores de termopar y sistemas de
adquisición de datos.

8. Amplificadores Operacionales
Amplificadores para Instrumentación
El amplificador de instrumentación es una prolongación
del amplificador diferencial en cuanto que amplifica la
diferencia entre sus señales de entrada. En esta figura que ya
vimos anteriormente
Teníamos un amplificador para instrumentos, el cual
suele constar de tres amplificadores operacionales y siete
resistores. Para mayor comodidad, ese amplificador se
reproduce a continuación

9. Amplificadores Operacionales
Amplificadores para Instrumentación

10. Amplificadores Operacionales
Amplificadores para Instrumentación
En este modelo, aparecen los mismos resistores
excepto por el resistor de ajuste de ganancia RG, conectado
entre las terminales de ajuste de ganancia. Su símbolo
esquemático es el siguiente
Por otro lado, ya hemos demostrado que
Donde la ganancia en tensión es

11. Amplificadores Operacionales
Amplificadores para Instrumentación
Vemos ahora que el amplificador para instrumentos
amplifica pequeñas tensiones de señales diferenciales
sobrepuestas sobre tensiones en modo común mayores.
Dado que las tensiones en modo común son iguales, se
cancelan entre sí.
Señales diferenciales Amplificador Señal diferencial
pequeñas montadas para amplificada, seña
sobre señales en modo instrumentos l en modo no
común mayores. común

12. Amplificadores Operacionales
Amplificadores para Instrumentación
El AI tiene tres características principales:
•La ganancia en tensión es ajustada por una resistencia externa
RG.
•La impedancia de entrada de ambas entradas es muy alta y no
varía al ajustarse la ganancia.
•La salida vo depende de la diferencia entre las entradas v1 y
v2, no de la tensión común a ellas (tensión en modo común).
Debido al difundido uso de los AI, los fabricantes los han
desarrollado en unidades de un solo paquete. Un ejemplo
usual es el LH0036, producido por National Semiconductor. La
ganancia puede variar de 1 a 1000 por efecto de una resistencia
externa, cuyo valor puede variar a su vez de 100Ω a 10kΩ.

13. Amplificadores Operacionales
Ejercicio de Amplificador para
Instrumentación
En el último diseño circuital con amplificadores
operacionales mostrado, sean R = 10kΩ, v1 = 2,011V y v2 =
2,017 V. Si RG se ajusta en 500Ω, determine: a) la ganancia
en tensión, b) la tensión de salida vo.