«Potencia tus conocimientos en electrónica: descubre el fascinante mundo del circuito diferenciador de amplificador operacional y sus múltiples aplicaciones. Desde la resolución de ecuaciones diferenciales hasta la detección de señales de alta frecuencia, este circuito se convierte en una herramienta imprescindible. Así que prepárate para sumergirte en este emocionante artículo y desentrañar todos los secretos que este circuito tiene por ofrecerte.»
Diferenciador de amplificador operacional es un circuito electrónico que produce una salida que es proporcional a la diferenciación de la entrada aplicada. Básicamente realiza operaciones matemáticas de diferenciación. En este artículo, veremos los diferentes circuitos diferenciadores basados en amplificadores operacionales, su funcionamiento y sus aplicaciones. Básicamente, hay dos circuitos para realizar la función de diferenciación. Primero, usando un capacitor y un amplificador operacional y segundo, usando un inductor y un amplificador operacional.
Circuito diferenciador usando condensador y amplificador operacional
El condensador (C), la resistencia (R) y el amplificador operacional se utilizan en el circuito diferenciador como se muestra en la figura 1. La entrada Vi se aplica a través del capacitor C en la terminal inversora. Vo es el voltaje de salida. El terminal no inversor del amplificador operacional está conectado a tierra. Esto significa que el voltaje del terminal no inversor es cero voltios.
Análisis
El análisis del circuito diferenciador se muestra en la figura 2. Dado que el amplificador operacional es ideal y hay retroalimentación negativa, el voltaje del terminal inversor (V−) es igual a la tensión del terminal no inversor (V+ = 0V), según el concepto corto virtual.
V− = V+ = 0V
Las corrientes que ingresan a ambos terminales del amplificador operacional son cero ya que el amplificador operacional es ideal.
Deje que la corriente I fluya a través de la resistencia R.
(1) 
El voltaje a través del capacitor (VC) se da como
(2) 
La corriente del capacitor (IC) se da como
De la ecuación (2), tenemos
Por lo tanto
(3) 
Aplicar KCL en el nodo PAG
(4) 
De las ecuaciones (1), (3) y (4), tenemos
Por lo tanto, tenemos
Nota: El signo negativo en la salida significa que hay una diferencia de fase de 180° entre la salida y la entrada aplicada.
Circuito diferenciador usando inductor y op-amp
El inductor (L), la resistencia (R) y el amplificador operacional se utilizan en el circuito diferenciador como se muestra en la figura 3. La entrada Vi se aplica a través de la resistencia R en la terminal inversora. Vo es el voltaje de salida. El terminal no inversor del amplificador operacional está conectado a tierra. Esto significa que el voltaje del terminal no inversor es cero voltios.
Análisis
El análisis del circuito diferenciador se muestra en la figura 4. Dado que el amplificador operacional es ideal y hay retroalimentación negativa, el voltaje de la terminal inversora (V−) es igual a la tensión del terminal no inversor (V+ = 0V), según el concepto corto virtual.
V− = V+ = 0V
Las corrientes que ingresan a ambos terminales del amplificador operacional son cero ya que el amplificador operacional es ideal.
Deje que la corriente I fluya a través de la resistencia R.
(5) 
PuedoL es la corriente del inductor
Aplicar KCL en el nodo PAG
(6) 
El voltaje a través del inductor (VL) se da como
(7) 
El voltaje del inductor (VL) se da como
De las ecuaciones (5) y (6), tenemos
Por lo tanto
De la ecuación (7), tenemos
Por lo tanto, tenemos
Nota: El signo negativo en la salida significa que hay una diferencia de fase de 180° entre la salida y la entrada aplicada.
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