Principios de análisis instrumental

3E.5 Generación de Logaritmos y de antilogaritmos Si se incorpora un transistor externo al circuito de un amplifica– dor operacional se facilita la generación de voltajes de salida que son el logaritmo o el antilogaritmo del voltaje de entrada, depen– diendo del circuito. Los circuitos de amplificador operacional de este tipo dependen mucho de la frecuencia y de la temperatura, y son exactos solo a un porcentaje bajo; además, están limitados a una o dos decenas de voltaje de entrada. Comercialmente se pueden adquirir módulos con compensación de temperatura y frecuencia para generar logaritmos y antilogaritmos con exacti– tudes de unas pocas décimas de un por ciento. En el pasado, estos circuitos fueron utilizados para producir señales proporcionales a la absorbancia en los espectrofotómetros y para comprimir datos. Actualmente, los logaritmos y los antilogaritmos se calculan de manera numérica con computadoras en lugar de usar amplifica– dores operacionales. 3F APLICACIÓN DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES PARA COMPARAR Otra importante aplicación ampliamente extendida de los amplifi– cadores operacionales es la comparación entre seii.ales analógicas. Dichos circuitos están incorporados en una gran variedad de dis– positivos, como circuitos de muestreo, circuitos para la detección de picos, temporizadores analógicos, circuitos diseñados para generar niveles limitados de señales y circuitos en la interfase del límite entre los dominios digital y analógico. El modo de com– parador de los amplificadores operacionales se presentó en la sección 3B.l. En la figura 3.17a y b se muestran dos circuitos com– paradores elementales y su respuesta de salida frente a los voltajes de entrada. En el circuito en a), el voltaje de entrada se compara con el circuito básico, y en b) la comparación se hace con un vol– taje de referencia vref· El circuito de la figura 3.17a se llama detector de cruce por cero porque el signo del voltaje de salida indica si el voltaje de entrada es mayor o menor que cero (respecto al circuito básico). Si V; > O por más de unos cuantos microvoltios, la salida está en un límite negativo. Si v; < O por unos microvoltios, V 0 está en un límite positivo. Puesto que la respuesta del amplificador es muy rápida, este detector se puede utilizar para transformar una seii.al sinusoidal en una seii.al de onda cuadrada, como se muestra en las ondas de la parte derecha. Cada vez que la onda seno pasa por cero, el comparador cambia de estado. Dichos circuitos se usan con frecuencia para activar un osciloscopio. Un detector de cruce por cero no inversor se puede fabricar conectando la señal de la onda sinusoidal a la entrada no inversora y la entrada inversora al circuito básico. ))) 3F Aplicación de Los amplificadores operacionales para comparar 65 + Límit~ V V - Límite l'· 1\:r 1 a) --------------1 1 Detector de nive! l 1 1 "o + Límite ~- V,cr · - - o 1'¡ V - Límite 0 b) FIGURA 3.17 a) Amplificador operacional detector de paso por cero y b) detector de nivel. En la figura 3.17b, la comparación se hace entre V¡ y vref· Si V; > V,er• la salida está en un límite positivo, en tanto que se alcanza el límite opuesto cuando v; < V,er· A menudo, a este tipo de comparador se le llama detector de nivel. Por ejemplo, se puede utilizar para determinar si la salida de un transductor ha excedido cierto nivel. Como se puede ver en la figura 3.17b, el detector de nivel puede formar parte de un sistema de control de retroali– mentación. En un proceso químico, este detector se podría apli– car para determinar cuando la temperatura ha excedido un valor crítico y aplicar un enfriamiento, o determinar cuando el pH está por abajo de cierto valor y es necesario suministrar una base. El detector de niveles se usa también en los circuitos que activan un osciloscopio. Aunque se puede usar cualquier amplificador operacional en el modo de comparador, se dispone de amplificadores especiales cuya ganancia es alta(> 10 6 ) y tiempos de subida muy rápidos. Estos comparadores especializados se usan mucho en interfases para computadoras y otras aplicaciones de conmutación. r:"G)-'1 Simulación: Aprenda más sobre comparadores en _L!...J __ www.tinyurl.com/skoogpia7 * ' Este materi~l se encuentra disponible en inglés.