4. Amplificadores operacionales en cálculo: integración y diferenciación
4.1. El diferenciador
Un diferenciador es un circuito cuya salida es la primera derivada de su entrada. Para un principiante, esto significa que el voltaje de salida es proporcional a la tasa de cambio del voltaje de entrada. Si el voltaje de entrada cambia rápidamente, el voltaje de salida será grande; si la entrada es constante, la salida será cero.
La fórmula para el voltaje de salida es: V₀ = -RC * (dVᵢ/dt)
Idea clave: Al elegir los valores de la resistencia (R) y el condensador (C) de manera que su producto RC = 1, la salida del circuito se convierte en la diferenciación directa, aunque invertida, de la entrada: V₀ = -(dVᵢ/dt).
4.2. El Integrador
Un integrador es un circuito que produce una salida que es la integral de la señal de entrada. En términos sencillos, la salida representa la acumulación del voltaje de entrada a lo largo del tiempo.
La fórmula para el voltaje de salida es: V₀ = -(1/RC) * ∫Vᵢ dt
Idea clave: Al igual que con el diferenciador, si elegimos los valores de R y C de tal manera que su producto RC = 1, la salida se convierte en la integral directa, pero invertida, de la entrada: V₀ = -∫Vᵢ dt.
Estos circuitos de cálculo demuestran el increíble poder de procesamiento de señales del simple amplificador operacional.