Claro, aquí tienes el resumen detallado nuevamente:
1. Ganancia de la Etapa 1
Para una configuración de amplificador inversor, la ganancia se calcula como:
A1=−Rin1Rf1
- ( R_{\text{f1}} = 20,\text{k}\Omega )
- ( R_{\text{in1}} = 10,\text{k}\Omega )
Realizando el cálculo:
A1=−1000020000=−2
Esto significa que la salida de la primera etapa, ( v_1(t) ), es dos veces la señal de entrada con inversión de fase:
v1(t)=−2vs(t)
2. Ganancia de la Etapa 2
La segunda etapa también es un amplificador inversor y su ganancia se calcula de forma similar:
A2=−Rin2Rf2
- ( R_{\text{f2}} = 30,\text{k}\Omega )
- ( R_{\text{in2}} = 10,\text{k}\Omega )
Realizando el cálculo:
A2=−1000030000=−3
La salida de esta etapa toma la señal de la primera etapa y la amplifica, de modo que queda:
v2(t)=−3v1(t)
Sustituyendo el valor de ( v_1(t) ):
v2(t)=−3×(−2vs(t))=6vs(t)
3. Ganancia Global del Circuito
La ganancia global total es el producto de las ganancias de ambas etapas:
Atotal=A1×A2=(−2)×(−3)=6
Resultando en:
vo(t)=6vs(t)
4. Señal de Salida
Si se tiene una señal de entrada definida por:
vs(t)=3sin(37700t)
Aplicando la ganancia global, la señal de salida es:
vo(t)=6×3sin(37700t)=18sin(37700t)
Esto quiere decir que:
- La amplitud de la señal de salida es 18 (en las mismas unidades que la entrada, por ejemplo, voltios).
- La frecuencia angular se mantiene en 37700 rad/s, igual que la señal de entrada.
- La doble inversión (cada etapa invierte la fase) resulta en una señal final que está en fase con la original, pero amplificada.
5. Consideraciones Prácticas
-
Ruido:
Cada amplificación puede introducir ruido. Es importante utilizar componentes y amplificadores con bajo ruido para preservar la calidad de la señal.
-
Offset de Voltaje:
Los pequeños offsets en cada etapa operativo pueden amplificarse debido a la ganancia del sistema. Es aconsejable compensar estos offsets si es crítico en el diseño.
-
Ancho de Banda:
Asegúrate que los amplificadores operacionales empleados tengan un ancho de banda suficientemente elevado para manejar la frecuencia angular de (37700,\text{rad/s}) sin que se produzca distorsión en la señal.
Si deseas profundizar en algún aspecto (por ejemplo, cómo mitigar el ruido o compensar el offset de voltaje), ¡házmelo saber!