Diferenciador de rampa
Mide la rapidez del cambio
Un diferenciador responde a rapidez de cambio, no al valor final. Una rampa cambia tensión uniformemente durante un tiempo finito. Velocidad de respuesta es el cambio máximo de salida por tiempo en un amplificador real; se omite aquí. Op amp significa Operational Amplifier, amplificador operacional: circuito alimentado que amplifica la diferencia de dos entradas. R es resistencia y C capacitancia; RC es su producto, una escala de tiempo llamada constante de tiempo.
MESA DE EXPERIMENTOS
Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.
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Cómo funciona
Rampa ideal, R = 100 kΩ, C = 1 µF, RC = 0.1 s. Valor durante la rampa, límites ±10 V. Sin escalón instantáneo, extremos, ruido ni límites de frecuencia.
ΔV es cambio total, T duración en segundos. Pendiente ΔV/T; salida pedida −RC × ΔV/T. Una rampa descendente da salida positiva.
Dificultad
Construye · Observa
Enciende cambio +1 V en 100 ms. Obtén −1 V.
¿Necesitas una pista?
ΔV=+1 V; T=100 ms → −1 V
Explora · Explora
Mantén +1 V, acorta a 50 ms. Obtén −2 V.
¿Necesitas una pista?
ΔV=+1 V; T=50 ms → −2 V
Resuelve · Resuelve
Usa cambio −2 V en 100 ms. Obtén +2 V.
¿Necesitas una pista?
ΔV=−2 V; T=100 ms → +2 V
Lecturas adicionales y recetas de circuitos
Diferenciador de rampa
Temperatura creciente y temperatura alta estable son distintas. El diferenciador detecta la rapidez de subida.
Vout = −RC × ΔV/T; RC = 0.1 s
Una rampa lineal tiene pendiente constante y salida constante durante ella, no una predicción de sus esquinas.
Una conexión útil
La mitad de duración duplica la respuesta ideal.
Fuera del modelo
Una entrada plana tiene pendiente cero; un escalón instantáneo queda fuera del modelo.
Un error que conviene evitar
Diferenciar en tiempo no es restar dos entradas simultáneas.
Rampa +1 V en 50 ms en vez de 100 ms. Salida…
- −0.5 V
- −2 V
- +2 V
Leer más
La pendiente se duplica y la inversión da −2 V.
Subida suave
Cambio +1 V en 100 ms.
Salida −1 V.
Rampa descendente
Cambio −2 V en 100 ms.
Salida +2 V.
Prueba otro cambio
Compara +1 V/100 ms y +2 V/200 ms: ambas pendientes dan −1 V.