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LM358 amplificando fototransistor IR

Este artículo propone un ejemplo de uso del amplificador operacional LM358N, para aumentar la tensión de una señal recibida a través de un fototransistor infrarrojo. Para una introducción a este operacional se pueden consultar los artículos Amplificador operacional LM358 y Operacional LM358 – Parte 2.

Amplificando una señal

IR fototransistorLa idea para esta nota surgió mientras experimentaba con un fototransistor a partir de un requerimiento para un proyecto. La luz infrarroja se utiliza en electrónica para muchas aplicaciones, incluso para la transmisión de señales. Un ejemplo cotidiano es el control remoto de los televisores o acondicionadores de aire. El control posee un LED que emite luz infrarroja (invisible al ojo humano), y el dispositivo controlado recibe la señal, la decodifica y reacciona al comando. La captación de la luz está a cargo de un fototransistor, un componente que permite la conducción de una corriente entre colector y emisor, en presencia de luz. Se comporta en forma análoga a un transistor tradicional pero en lugar de conducir proporcionalmente a una corriente de base, lo hace proporcional a la luz recibida en la misma. Aunque existen distintos encapsulados, el más común a simple vista puede confundirse con un LED. En el caso de los infrarrojos es distintivo el color oscuro del plástico que sirve como filtro contra la luz de longitudes de onda superiores al espectro deseado.

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Medir el ancho de banda de un amplificador

Este artículo es una excusa para probar un módulo generador de funciones que adquirí para el Arduino. Está basado en el AD9850 y puede genera ondas sinusoidales y cuadradas de hasta 40MHz. En la práctica el módulo no tiene pérdida de amplitud hasta 1MHz, y a partir de esa frecuencia comienza a descender.

El procedimiento para medir el ancho de banda es muy simple y es el mismo para cualquier tipo de amplificador o filtro. Se inyecta una señal en la entrada y se mide su amplitud en la salida. Se varía la frecuencia y se calcula la ganancia para distintos puntos del espectro. En este caso, por cuestiones de comodidad, utilizaremos un amplificador operacional LM358N. Y compararemos los resultados con los valores de la hoja de datos del componente. Pero esto se podría realizar con amplificadores de distinto tipo y configuración.

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Operacional LM358 – Parte 2

En esta nota continuaré explorando el amplificador operacional LM358N, con el circuito del artículo Amplificador operacional LM358 y algunas variaciones.

Aumentando la ganancia

En una situación normal es muy probable que necesitemos una ganancia mayor a dos. Para ejercitar una configuración de ese tipo, lo primero que hice fue reducir la amplitud de la señal de entrada con un potenciómetro. Y fijé la posición para una señal de uno 60mV pico a pico. Como la amplitud depende del volumen del sonido captado por el micrófono. Utilicé un método para obtener emisiones de sonido relativamente iguales, a lo largo de distintas ejecuciones. Con esta señal se pude reducir el nivel de continua en la entrada del amplificador a unos 50mV sin dificultades. Pero dada la limitación de los valores de resistencias disponibles en la práctica adopté un nivel de tensión de 187mV. Lo que además provee un amplio margen de seguridad, ya que aún si la señal superara los 30mV pico previstos, estaríamos muy por encima de tensiones negativas. Vale remarcar que el LM358N no soporta más de 300mV de tensión negativa en la entrada. V_{R2} = \frac{V}{R1+R2} R2 \mathrm{V_{R2} = \frac{5V}{1M\Omega+39k\Omega} 39k\Omega = 187mV} Continue reading Operacional LM358 – Parte 2

Amplificador operacional LM358

Para variar, decidí escribir una nota de aplicación del amplificador operacional LM358. De las notas técnicas del blog, esta es la primera sobre electrónica. Esperemos que no sea la última.

En electrónica el uso de amplificadores operacionales es muy común. Sobre todo porque son muy útiles en una amplia gama de circunstancias, gracias a sus distintas configuraciones. En este caso utilicé la configuración de amplificador no inversor.

Donde la tensión de salida responde a la siguiente fórmula:

V_{out} = V_{in} \left(1+\frac{R_2}{R_1}\right)

Lo que nos permite un control simple de la ganancia, incluso con valores muy altos. Teniendo en cuenta las limitaciones técnicas: la tensión de salida del amplificador estará por debajo de la tensión de alimentación positiva. Normalmente estos amplificadores se alimentan con fuente partida, por ejemplo +12V a Vdd y -12V a Vss. Lo que permitiría amplificar una señal sinusoidal en el rango de los milivolt pico a pico, a una señal de 16Vpp fácilmente.

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