PROBLEMAS RESUELTOS DE CIENCIAS FISICAS
cuestiones resueltas de electrónica aplicada

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Ejercicios resueltos de física electrónica

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Cuestiones de electrónica aplicada

Desarrollo del ejemplo 20

La función que se solicita de un amplificador diferencial es la de que sea capaz de amplificar la diferencia entre dos señales aplicadas a sus entradas, proporcionando una salida que no se vea influida en absoluto por cualquier señal común a las mismas.
En general, un amplificador diferencial ideal (figura a) posee dos terminales activos de entrada y uno de salida, y la señal en éste depende sólo de la diferencia de las señales en ambas entradas. Según eso, queda definido por la relación:
    \( u_c = A_d (u_1 - u_2) \)
donde \( A_d \) es la ganancia diferencial.
esquema de amplificador diferencial
En un amplificador diferencial real, \( u_o \) depende, además, de los niveles de tensión comunes en ambas entradas, por lo que se hace necesario definir qué se entiende por señal o modo común y qué por señal diferencial.

Para dos entradas cualesquiera, \( u_1 \; y \; u_2 \) la señal diferencial viene dada por:
    \( u_d = u_1 - u_2 \)
y la señal de modo común, \( u_c \), se define por la expresión:
    \(\displaystyle u_c = \frac{u_1 + u_2}{2} \)
ya que siempre puede escribirse:
    \(\displaystyle \begin{array}{l}
    u_1 = \frac{u_1 + u_2}{2} + \frac{u_1 - u_2}{2} = u_c + \frac{u_d}{2} \\
    \\
    u_2 = \frac{u_1 + u_2}{2} - \frac{u_1 - u_2}{2} = u_c - \frac{u_d}{2}
    \end{array}\)
Si la ganancia para la señal \( u_c \; es \; A_c \), para un circuito lineal tendremos:
    \( u_c = A_c u_c + A_d u_d \)
Siendo el propósito del amplificador responder sólo a la señal \( u_d \), la ganancia de modo común, \( A_c \), representa un error que debe minimizarse.

La anulación total de \( A_c \) resulta imposible en un amplificador práctico, por lo que, y con objeto de apreciar su influencia, se ha definido un coeficiente \( \rho \) , llamado razón de rechazo de modo común (RRMC), por la expresión:
    \(\displaystyle \rho = \frac{|A_d|}{|A_c|} \)
Cuanto mayor sea \( \rho \) menor será la influencia de \( A_c \; en \; u_o \) frente a \( A_d \). Si, por ejemplo, en un circuito concreto es \( \rho = 1000 \)(60 dB), la ganancia \( A_c \) es mil veces menor que la \( A_d \) y una señal común de entrada de 1 mV producirá la misma tensión de salida que una entrada diferencial de \( \mu V \).

Para minimizar la influencia de \( A_c \) se ha de procurar, de una parte que \( \rho \) sea lo mayor posible y de otra que las señales de entrada \( u_1 y u_2 \) presenten, en lo posible, el menor nivel común \( u_c \).
CUESTIONES DE ELECTRÓNICA APLICADA, COMPONENTES Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS


tema escrito por: José Antonio Hervás