En el circuito de la figura 1 emplearemos para apoyarnos y poder explicar lo que queremos. Para hacer más fácil el entendimiento tomaremos el opamp ideal con excitación de 2Volt DC:

El circuito es un VCVS con una carga de 10KΩ en cascada con un VCCS con una carga de 15KΩ.

Criterio del análisis

• Se toma siempre voltaje de nodo a masa
  
• No establecer ecuaciones de nodos a la salida del opamp
  
• Impedancia vista por observador al pin mas y al pin menos infinita VER FIGURA 6
  
• Vd=0 condición ideal voltaje del pin mas igual al del pin menos 
  
• Ancho de banda infinito
  
• Corriente de entrada a los pines igual a cero
  

Para el opamp uno:

Como el pin mas del opamp uno está a mas dos volts, el pin menos del opamp uno está también a mas dos volts de la condición ideal, luego la corriente I_A  su dirección es del pin menos a tierra, como la corriente que drena al pin menos del opamp uno es cero de la condición ideal luego I_F1  tienen la misma dirección y valor que la corriente I_A . El voltaje V_BO  es positivo por lo que la corriente en R_L1 sale del opamp y se dirige a tierra. La corriente en R_I2 dado que el pin menos del opamp dos está conectado a una tierra virtual esta sale del opamp uno con dirección a la tierra virtual. De la condición ideal, la corriente que drena  al opamp dos es cero, por lo que la corriente en R_F2 es de la misma magnitud que la de R_I2 luego esta corriente entra al opamp dos en el nodo V_CO como consecuencia la corriente en R_L2 entra al opamp en el mismo nodo

Conclusión: si la corriente de una rama conectada a la salida del opamp sale, la corriente de todas las ramas conectadas a es nodo salen y si entra todas entran 

Observar que la salida del opamp uno no depende de las cargas RI2 y RL1 solo depende de lo conectado al pin   y al  

Figura 2 el VCVS ideal: 

Figura 2 Imagen del VCVS  ideal

 

Para el opamp dos: 

 

La salida del opamp no depende de la carga RL2  conectada al nodo de salida, solo depende de lo conectado al pin   y al   

Figura 3 el VCCS ideal: 

 

 

Efectuando el producto de la ganancia de cada etapa una de ellas, se obtiene lo siguiente:

 

Figura 3 Imágen del VCCS ideal

En el VCCS de la figura 3 el peor caso se da si la salida es 13vol que es la saturación del opamp y la corriente es el límite de salida del opamp  que es 5ma. Debido a la tierra virtual del pin menos la R_F es igual a 2.6KΩ  para este que es el peor caso. Se recomienda empezar el diseño seleccionando R_F en el siguiente rango:          

Se empieza con elegir R_F:                 

Esto nos permite trabajar con corrientes por abajo de 5ma, en el ejercicio que se está presentando,  las corrientes son:

 

 

Observaciones del análisis

• Las redes activas KRC no se cargan, se acoplan en cascada y la transferencia es el producto de la transferencia de cada una de ellas, solo depende de qué y cómo conectado al pin más y que y como conectado al pin menos
  
• Investigar la corriente en una rama cualquiera conectada a la salida de un opamp
  
• Si la corriente en ésta rama sale del opamp como en el nodo B:  V_BO
  
• La corriente de las ramas conectadas a ese nodo B, todas salen
  
• Si la corriente de esta rama entra al opamp como en el nodo C:  Vco
  
• La corriente de las demás ramas conectadas a ese nodo C todas entran
  
• Tomar siempre voltaje de nodo a tierra en las redes activas
  
• Nunca aplicar KIL en un nodo de salida de un opamp 
  

Se aplican los criterios establecidos en el circuito girador gyrator presentado a continuación:

 

Figura 4 El girador (gyrator) circuito para obtener un inductor sintético

Determinar la impedancia vista por el observador en el puerto uno  

La corriente I_C sale del opamp uno, por lo que la corriente I_D y la I_B también salen del opamp uno, en el opamp dos la corriente I_D entra al opamp dos, por lo que todas las ramas conectadas a ese nodo su corriente también entrarán

 

 

El gyrator sintetiza en ese caso un inductor de 100 Henryos 

 

 

Para  usar el girador en una aplicación presento un filtro H.P. de primer orden con polo a un radián/segundo se usa una resistencia en el puerto de entrada de 100Ω y en el puerto de salida las terminales del inductor sintético de 100 Henryos conectado a la resistencia y a tierra. La función de transferencia se da a continuación donde el puerto de entrada y salida está en las terminales de la resistencia de 100Ω ahí es donde monitoreamos cómo se presenta en la imagen figura 5:

 

 

Figura 5 Filtro H.P. con polo en w=1rad/s implementado con el girador

 

Figura 6 diagrama esquemático del µa741

 

Notar que la impedancia vista por el observador en el pin más y el pin menos tiende a infinito, esto es por el espejo de corriente Q7, Q9 que polariza al par diferencial de entrada, al reflejar la impedancia de emisores Q6, Q8  al circuito de base, ésta se hace infinita.

TERMINA Y HASTA LA PRÓXIMA