Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

Circuitos integrados analógicos

Proyecto 1: Generación de señal

Fecha de entrega: 4 de septiembre del 2015

El Circuito Integrador es un circuito con un amplificador operacional que realiza la operación matemática de integración. El circuito actúa como un elemento de almacenamiento que produce una salida de tensión que es proporcional a la integral en el tiempo de la tensión de entrada.

Si se aplica una señal de entrada que cambia constantemente a la entrada de un

amplificador integrador, por ejemplo una onda cuadrada, el condensador se cargará y se descargará en respuesta a cambios en la señal de entrada. Así, se crea una señal de salida en forma de diente de sierra, cuya frecuencia depende de la constante de tiempo RC de la combinación de la resistencia y el condensador.La salida de este circuito se puede predecir mediante la siguiente ecuación:

V o (s )V i ( s )

=− 1sCR1

V o ( s)= −1sCR1

V i (s )V o=−1CR1

∫V idt+Cte

Este circuito, debido a que se produce una asimetría en los caminos de entrada-salida, presenta un problema con la saturación del amplificador operacional. La solución es limitar la ganancia del amplificador operacional mediante una resistencia, colocada en paralelo al condensador.

En un op-amp ideal, la ganancia del amplificador inversor está dada simplemente por

V oV i

=−R fR1

Para resistencias iguales, tiene una ganancia de -1

Este es un ejemplo de un amplificador inversor de ganancia=1 con múltiples entradas. Se pueden utilizar más de dos

entradas, por ejemplo en un circuito mezclador de audio. Las resistencias de entrada pueden ser desiguales, dando una suma ponderada.

Usando las relaciones antes mencionadas se obtuvieron los valores de las resistencias para cada amplificador donde nuestras Vi=4v y Vo=8v con una frecuencia de 1000 Hz. Con lo que se obtiene:

U1A

LM324N3

2

11

4

1

GND

C1

1µF

R1

510Ω

Out

VDD

VCC

U2A

LM324N3

2

11

4

1

R2

1kΩ

GND

VDD

VCC

U3A

LM324N3

2

11

4

1

VDD

VCC

GND

R5

2.2kΩ

R6

1kΩ

R7

510Ω

in

R3

1.0kΩ

R4

1.0kΩ

U1A

LM324N3

2

11

4

1

GND

C1

1µF

R1

510Ω

Out

VDD

VCC

U2A

LM324N3

2

11

4

1

R2

1kΩ

GND

VDD

VCC

U3A

LM324N3

2

11

4

1

VDD

VCC

GND

R5

2.2kΩ

R6

1kΩ

R7

510Ω

in

R310kΩKey=A

8 %

R4

10kΩKey=A

30 %

U1A

LM324N3

2

11

4

1

GND

C1

1µF

R1

510Ω

Out

VDD

VCC

U2A

LM324N3

2

11

4

1

R2

1kΩ

GND

VDD

VCC

U3A

LM324N3

2

11

4

1

VDD

VCC

GND

R5

2.2kΩ

R6

1kΩ

R7

510Ω

in

R3

660Ω

R4

3.33kΩ

Diseño real

Conclusión:Se implementó la señal cuadrada a la configuración del integrador y a partir de ahí se genera la señal diente de sierra para después invertirla y sumar ambas señales para obtener la señal deseada.

Aunque se tuvieron que hacer ajustes imprevistos en el diseño original para manipular la gráfica resultante y así obtener el resultado deseado.

Bibliografía

Floyd Thomas L. Dispositivos y circuitos electrónicos. 8° edición, editorial: Pearson educación. México 2008

Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky. Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. Pearson educación, México 2009.