Amplificador Operacional con Fuente Simple

En este proyecto vamos a realizar un método para utilizar amplificadores operacionales con fuente simple, es decir entre +V y GND.
Esta es una opción muy interesante cuando no se tiene una fuente simétrica o cuando queremos realizar algún circuito de dimensiones reducidas donde no queremos agregar mucha electrónica para compensar esta fuente.
Si bien hay operacionales dedicados para trabajar con fuente simple como el viejo LM358, también podemos hacerlo con los demás operacionales.
La manera mas sencilla de entender esto es en primer paso, saber que una señal alterna posee un semicilo positivo y uno negativo.

En donde el negativo ya sabemos que no lo vamos a poder reproducir si no tenemos una fuente simétrica.
Entonces la forma mas sencilla para tratar esta señal sin omitir un semicilo es montando esta alterna en una continua.

Entonces cuando montamos la Alterna en la continua nos quedara de la siguiente manera.

Como se puede ver tenemos la Alterna montada sobre la continua.
Supongamos una señal alterna de 1kHz y 1Vpp, entonces tendremos un semicilo de 500mV y el otro de -500mV.
Ahora supongamos una continua en 2.5V (para que sea sencillo el calculo de Vcc/2 si alimentamos el amplificador con 5V).
En el ultimo gráfico suponemos 2.5V de continua y 1Vpp de AC.
Si medimos el mínimo y el máximo, tendremos Vmax: 2.5V+500mV=3V y Vmin: 2.5V-500mV=2V, entonces tenemos una señal que oscila entre 2 y 3V, como podemos ver es la mima señal que antes oscilaba entre -500 y 500mV, pero ahora la hemos desplazado hacia arriba en 2.5V.
Al trabajar de esta manera mantenemos la misma señal senoidal, pero lo que antes era el semicilco negativo, ahora se mantiene por encima de los 0V y podemos trabajar con nuestro operacional con fuente simple.

Ustedes estarán pensando que la señal original que tenían era de -500mV a 500mV, y que hay que montarla en DC, bueno en realidad la señal original no hay que tocarla, ya que esta sera acoplada mediante capacitores. Luego en el operacional fijaremos estos 2.5V y a la salida del operacional obtendremos esta alterna montada en continua, pero para obtener otra vez el ciclo negativo de la senoidal, debemos utilizar nuevamente el capacitor de salida, el capacitor recordemos que elimina la parte continua de la señal.

Si en lugar de poner R3 y R4, ponemos un potenciometro de 50k, podremos ir variando esta tensión continua, este offset, y podremos ver como llevamos la alterna de una punta a la otra del eje de tensión.
Hay que tener en cuenta que el LM358 no es Rail To Rail, lo cual la tensión de salida es menor a la tensión de alimentación.
Si necesitamos que la tensión de salida se encuentre cercana a la de salida tendremos que utilizar el LMV358, u otro Rail To Rail como el MCP6002.

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