Octava clase, La gran utilidad del A.O.

Como es habitual en el mundo de la electrónica, cuando se desarrolla un nuevo dispositivo se abre la puerta a un nuevo mundo de aplicaciones gracias a la nueva creación. Por tanto, siempre es bueno conocer las utilidades de los nuevos elementos que vamos conociendo. El AO, recordamos que son las siglas de Amplificador Operacional, no ha sido una excepción.

Hemos visto varios tipos de circuitos que usan el AO y nos hemos fijado en la función de red de éstos, mientras que a su vez hemos obtenido soltura en los cálculos que implica un AO. Un primer ejemplo ha sido el circuito no-inversor, donde la tensión de salida se obtenía multiplicando la de entrada por una constante K que depende del circuito. Otro circuito de gran utilidad es el inversor, donde la amplitud de la señal de salida es la misma que la de entrada pero cambia el signo de ésta. Delante del problema de cómo un circuito puede obtener la tensión saliente de otro sin alterar el valor de ésta se ha puesto el marco del seguidor de tensión, un circuito con AO que precisamente soluciona el problema planteado. Nos hemos topado con el circuito restador, donde la señal de salida no es mas que, como su propio nombre indica, una resta entre dos tensiones entrantes. Y ya para finalizar, los circuitos derivador e integrador, donde la señal de salida resulta ser la derivada y la integral de la señal de entrada, respectivamente. 

Gracias a esta clase hemos podido determinar comportamientos de nuestros circuitos mediante la simple observación de su disposición. 

Seventh Class, The Operational Amplifier

After the typical round of questions and doubts, we have continued with our coursework through the circuits, its elements and methods of analysing them.

We have been introduced to a new circuit element: the Operational Amplifier, aka O-Amp or OA. There are several types of OA's, but the most common one is the one which has 8 pins, each of them dedicated to a specified function: output terminal, negative and positive polarization terminals and inversor and non-inversor input terminals. Its circuital representation is an equilateral triangle with the output in its top vertex. 

Within the first moments of its presentation, you may think that it requires a high level of maths and circuit knowledge but then you realize that it is much more simple that it seems. This is because of the interesting features of the input terminals: 

• The current that circulates through both of them is the same and is equal to zero. That eases the calculus when establishing the KCL equations at the nodes next to them.   

• The OA presents an interesting property called the virtual short circuit, which equals the voltage at both input terminals of the OA. It's pretty helpful because in order to solve some values that involve the presence of the inverting input terminal, first you can compute the value of the non-inverting terminal which is the same, for instance.

Sexta clase, Análisis de Circuitos Metódico

Como de costumbre, hemos empezado la clase con un pequeño resumen y un turno de preguntas sobre la clase anterior. Posteriormente, hemos iniciado el tema del análisis de circuitos mediante el método nodal, un procedimiento que a mi parecer resulta más fácil de aprender que muchas de las cosas previas vistas en la asignatura, pero que después de ver los fasores y los circuitos asintóticos su potencial aumenta en gran medida. 

Sabemos que en un circuito de B elementos existen 2B incógnitas (voltaje e intensidad), por tanto necesitaríamos 2B ecuaciones. Pero si enfocamos el problema desde el punto de vista de las tensiones nodales, siendo N el número de nodos del circuito, podemos obtener un sistema de N-1 ecuaciones que resulta muy fácil de resolver aplicando una sencilla regla de Cramer, por ejemplo. El interés de este método reside en el hecho de que las tensiones nodales son variables generadoras, es decir, podemos expresar cualquier incógnita del circuito en función de ellas, llegando a suponer una sencilla resta de tensiones entre el valor de una resistencia, después de aplicar KCL en cada uno de los diversos nodos del circuito. 

Hemos procedido con varios ejemplos centrados en este interesante método y de donde hemos sacado algunas conclusiones muy interesantes: 

• Si en un nodo hay presencia de un generador de tensión, podemos obviar la ecuación KCL de ese nodo y por tanto nuestro sistema pasará a tener N-2 ecuaciones. 

• Si hubiese alguna fuente dependiente, ya sea de tensión o de corriente, en alguno de los nodos, también  podríamos obviar una de las ecuaciones del nuestro sistema ya que dicha fuente dependería de otro parámetro que se encontraría ya en alguna ecuación, que resultaría linealmente dependiente con la ecuación que resultaría de incluir dicho generador dependiente.

Fifth lesson, Continuing with the specificities of the analysis

As usual, the first ten minutes of the class have been dedicated to questions and a bit of refreshing the past lessons. Then, we have carried on with the specificities of the analysis of circuits working in a SPR. 

This time we have focused on the extension of the equivalent resistance to the SPR. It has been shown how a dependent generator can be simply substituted by a resistance! During the last lesson, we introduced the concept of  the impedance, and now we know that its real part is called resistance and its imaginary part, reactance. 

As the class carried on, we have studied the bipoles and how can we replace some bipoles for other bipoles different in elements but which do the same function. Nay, any dipole that operates in a frequency w=a+jb can be replaced for either a resistance, an inductance followed by a resistance or a condensator followed by a resistance. 

Also, some concepts such as susceptance, afitance or conductance have been introduced to us. 

During the last part of the class, we have worked on assuring the least number of errors in our circuits, and even better if they are minimal. A good way to achieve that is substituting jw for a new parameter called s and make it tend to both zero and infinite. 

Cuarta clase, Las especificidades del análisis

Ahora que ya conocemos un método muy útil de análisis de circuitos, es conveniente que estudiemos las especificidades del método, es decir, las estrategias de análisis en régimen permanente sinusoidal (RPS). 

Primero, hemos introducido el término de impedancia: la relación entre el fasor voltaje y el fasor intensidad. También hemos matizado algunos aspectos en vista al análisis, como por ejemplo la conservación de los símbolos de los elementos que se sustituyen por fasores. 

Posteriormente, se han visto algunos ejemplos donde el uso de fasores resultaba en un simple cálculo con números complejos. Nuestro objetivo es conseguir tener un divisor de tensión, un circuito muy conocido por nosotros. Hemos recordado métodos que usamos en la asignatura de fundamentos de electrónica, como son el equivalente Thévenin o el principio de la superposición.

En la última parte de la clase, nos hemos centrado en las relaciones entrada-salida, introduciendo el concepto de función del circuito (o función de red). Dichas relaciones se basan en que la entrada y la salida de un circuito están relacionadas mediante una constante k, en función de una w generalizada. Un ejemplo ha sido el llamado 'suavizador' de onda.