1
1
GENERADORES DE RAMPADE TENSIÓN
0 (v)
10 (v)
2
CARGA DE UNCONDENSADOR
VoE C
R
i(t)
A: Carga
B: Descarga
+
-
A
B
+
-
RC
t
RC
t
O
eR
Eti
eEV
)(
)1(
Ecuación de la malla
t
dttiC
iRtiE
0
)()(
Ecuación de Carga
2
3
DESCARGA DE UNCONDENSADOR
RC
t
RC
t
O
eR
Eti
EeV
)(
Ecuación de la malla
0
)()(0E
dttiC
iRti
Ecuación de Descarga
VoE C
R
i(t)
A: Carga
B: Descarga
+
-
A
B+
-
4
Generadores de Barrido
Características Generales:
V
R
SC VS
Introducción
t
V
t1
t2
e1
e2
3
5
Características Generales:Características
Generales
1
1)(
t
AfL t
)1( /
)(
t
t eKf
Generadores de Barrido
t
V
t1
t2
e1
e2
t
Ve1
e2t
Real
Ideal
6
Error de velocidad de barrido:
Error de desplazamiento:
s
ss
dv
vve
max)( ´
Generadores de Barrido
(e
pendiente la de inicialValor
barrido del final aly principio al pendiente de DiferenciaSe
V
VS
0 tS
VS'
VS
t
(ed)
4
7
Error de transmisión:
Relación de errores:
Generadores de Barrido
V
0 tS t
VS
VS'
´
´
s
sst
v
vve
)( te
tsd eee 1
4
1
8
8
Transistorizado con corriente constante:
Transistorizado con corriente
constante
e
EBeee
R
VVI
C SRe
VEE VCC
IE IC
Generadores de Barrido
5
9
Circuito de Barrido Miller:
Circuito de Barrido Miller
e0(t)
C
R
E et(t) G
II
I
RR
V
RR
VRV
/1´
RR
RRR
I
I
´
Generadores de Barrido
10
Circuito de Barrido Bootstrap:
Circuito
Bootstrape0(t)et(t) G = 1CSw
R
i
ioi
oIto
RRA
V
RRAR
RARVV
/)1()1(
)()(
Generadores de Barrido
6
11
Circuito de Barrido de Corriente:
Circuito de Barrido de Corriente
iL
Rd
D
Vcc
+
VB
-
Vs
t=0 Ts
t
IL
iL
iL=i
Le
-R
d(t-Ts)/L
Vce
Vcc
Vce(sat)
t
IL*Rd
iL =(V
CC/l)t
Generadores de Barrido
12
+V
RS
VZ
+
dz
-
C
+R-
V0
+
-
VBE I = cte+
-
Fuente de corriente constante con transistor
Investigar otras fuentes de corriente constante
Velocidad de barrido
[V/seg]
I = Corriente Constante
C = Condensador
tC
IVo
RateSlew Seg
Vbarrido de Velocidad
dt
dVo
R
VVI beZ
7
13
Fuente de corriente constante con Amp. Op.
+ V
- V
-
+
i- = 0
+ -
R1
R2
I = E/R1
Vo0
E
Vi
V
I= E/R1= Corriente constante
V= 0v dado que existe un corcircuito virtual
14
Velocidad de barrido
[volts]
[seg]
6
5
4
3
2
1
1 2 3 4 5 6 7 8
Velocidad de barridoV=2 [v/seg]
Gráfico de una función rampa lineal
tC
IVo
Velocidad de barrido
[V/seg]
I = Corriente Constante
C = Condensador
8
15
El integrador basado en un Amplificador Operacional
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
[volts]
1[seg]
2 3
Vo(t)= - 1/RC Vi (t) dt
- 1/RC = -1
Como un ejemplo, considere un voltaje de entrada Vi = 1v,
al circuito integrador de la figura.
+ V
- V
-
+
+ -1M
R
C=1f
VoVi
¿Qué sucede con el gráfico si la entrada sube a 10v?
16
b) Integrador Activo
R
+ V
- V
-
+
C
E
I = E/R
Salida
B
i- = 0
A
+ -
•Investigar forma
de onda de salida
Integrador Activo
9
17
18
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1F
5k
0-10kD
10k
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo ramp
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
- +
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
Pág. 161 Coughlin
10
19
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1F
5k
0-10kD
10k
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo ramp
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
fte.de cte. constante
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
20
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1F
5k
0-10kD
10k
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
Vo ramp
Integrador Lineal
fte.de cte. constante
11
21
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1 F
5k
0-10kD
10k
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
Vo ramp
Integrador Lineal
fte.de cte. constante
Switch
22
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1 F
5k
0-10kD
10k
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
Comparador
Vo ramp
Switch
Integrador Lineal
fte.de cte. constante
12
23
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1F
5k
0-10kD
10k
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
Comparador
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo ramp
Integrador Lineal
fte.de cte. constante
Cambia el voltaje de referencia
Switch
24
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.
741
+
-
-15V
+15V
301
-15V
+15VRi = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1F
5k
0-10kD
10k
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
100
-
+
Comparador
QD = 2N3904 ó 2N2222
Vo ramp
Switchunidireccional
Integrador Lineal
fte.de cte. constante
Cambia el voltaje de referencia
13
25
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
10
0
-5
-10
15
-15
5
t (ms)
Vo comp
Vo comp y Vo ramp (V)
10 20
Vo ramp
Vo compVref
(b) Salida de onda diente de sierraVo ramp y salida del comparador
t (ms)
5
0
Vo ramp (V)La rampa se eleva hasta alcanzar
el voltaje pico definido por Vref
La tasa de la subida está definida por:
Ei /RiC = Vo ramp/t
105
Vref = 10
ref
i
i
oV
E
CRf
DEMOSTRAR
1
26
Velocidad de Barrido:
ref
i
i
i
i
ref
i
i
i
i
i
i
i
i
V
E
CRf
fCR
EV
fCR
ET
CR
EV
tCR
EV
R
EI
tC
IV
1
1
comparador el conmuta que al valor el es que dado Vref valor el tomaV
1
cortomuyesdescarga detiempoelquedadoTvaloreltomatpero
pero
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
14
27
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA (SAWTOOTH GENERATOR)
T
VO
VO
VC
VC
R1 puede ser un diodo zener
28
GENERADOR BIPOLAR DEONDA TRIANGULAR
741
+
-
-15V
+15V
-15V
+15V
C = 0.05F
Ri = 14k
301
pR = 28k
VB
VA
R = 10k
(a) El circuito integrador 741 y el circuito comparador 301
se conectan para construir un generador de onda triangular
-
+
El circuito generador de onda triangular bipolar en (a) produce las señales de un oscilador de onda cuadrada y triangular que se muestran en (b). La frecuencia de este
generador es de 1kHz.
15
29
GENERADOR BIPOLAR DEONDA TRIANGULAR
15
+Vsat
-Vsat
10
5
0
-5
-10
-15
VUT
VLT
t (ms)1 2 3
VA y VB (V)
(b) Formas de onda
VA en funciónde t
VB en función de t
CR
pf
i
o4
Demostrar que:
30
GENERADOR UNIPOLAR DEONDA TRIANGULAR
741
+
-
-15V
+15V
-15V
+15V
C = 0.05F
Ri = 14k
301
VB
VA
R = 10k
pR = 28k D
(a) Generador de onda triangular unipolar
+
-
El diodo D convierte el generador de onda triangular bipolar en
un generador de onda triangular unipolar. Este es un generador
básico, la frecuencia de oscilación es de 1kHz.
16
31
GENERADOR UNIPOLAR DEONDA TRIANGULAR
15
+Vsat
-Vsat
10
5
0
-5
-10
-15
VUT
t (ms)1 2 3
VA y VB (V)
VA en función
de t
VB en función de t
(b) Formas de onda
CR
pf
i
o2
Generador Triangular
Demostrar que:
32
Generador Triangular
Generador Triangular
+Vcc
-Vcc
0
Vout
0
-Vp
+Vp
A.O
R
>=10R
C
RCf
VV
RC
TV P
Pppout22
)( Demostrar que:
17
33
Generador Triangular
Circuito Generador de Precisión:
+Vcc
-Vcc
-
+Vcc
TL081
-Vcc
Ri
VosVoT
CR
R
+
Vref
- AD630
+
VoT
t (ms)
Vo
T y
Vo
s (
V)
Vref
Generador Triangular
TAREA:DETERMINE LAFRECUENCIA f
34
Generador TriangularGenerador con CI 555:
555
8 4
6
2
3
1
Q12N3638
D1
1N914
1N7463,3 V
Q22N3646
I2
Vo
D2
1N914
1N7463.3V
4,7 K
+12 V
4,7 K
I1
4,7 K
4,7 K
Q32N3646
R2
R1
2,2 K
+
-C
-
+
Vo1
R2 < R1
Vo2
R2 = R1
Vo3
R2 > R1
Gen. con 555
18
35
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)
VCC = 15V
R1
2
641
87
5
5
5
R2
10nF
D D 3
5
0.1F
8.2k
out
T1
R
-
+0.1F
15k
15k
8.2k
6.8k
D
10k10k
10k
1F
-
+
Vo
6.8k
10k
VCC10k
T2
V1
V3V2
D
D
VoRa
Rb
TAREA:
1. ENMARQUE LOS
BLOQUES QUE
COMPONEN ESTE
CIRCUITO Y PONGALE
NOMBRE
2. DIBUJE LAS FORMAS
DE ONDA A LA SALIDA
DE CADA BLOQUE
Ascendente
Ascendente-Descendente
36
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)Formas de onda
t2t1
t2t1
GeneradorEscalera
Generadorde Pulsos
t
t
A medida que t1 disminuye, se tiende a la escalera "ideal"
19
37
t2
t1
t
t
Generador escalera
Generador de Pulsos
A medida que t1 disminuye, se tiende a la escalera "ideal"
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)Formas de onda
38
1 1 1 1
1 1 1 0
1 1 0 1
1 1 0 0
1 0 1 1
1 0 1 0
1 0 0 1
1 0 0 0
0 1 1 1
0 1 1 0
0 1 0 1
0 1 0 0
0 0 1 1
0 0 1 0
0 0 0 1
0 0 0 0
Voltaje de entrada analógica Vi (V)
5V 10V 15V
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)Formas de onda
20
39
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)
VCC = 15V
R1
2
6 41
87
555
R2
10nF
D D 3
5
0.1F
8.2k
out
T1
R
-
+0.1F
15k
15k
8.2k
6.8k
D
10k10k
10k
1F
-
+
Vo
6.8k
10k
VCC10k
T2
ASTABLE A INTEGRADOR
V1
V3V2
D
D
ASTABLE BVoRa
Rb
Switch
40
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)
LF398
LF398
R1
4.7k R2
Q1 = 2N2222
47k
-15V
+15V
35
1
4
6
8
C1
0.01F
C2
300pF
D3 LM1131.2V
CLOCKRESET
CLOCKINPUT
11k
R5
R4 8.2k
R3 4.7k
1N914
D
Vo
1
4
+15V
-15V
5
6 8
3
7
1N914
D2
R6 4.7k
C4
300pF
3k
R8
R7 12k
C3
0.01F
P1 50k
Rango de voltaje
del escalón
TAREA:
DIBUJAR EL DIAGRAMAS DE BLOQUES Y LAS FORMASDE ONDA EN CADA BLOQUE
21
41
GENERADOR ESCALERA(STAIRCASE GENERATOR)
42
http://www.next.gr/inside-circuits/simple-staircase-generator-l10865.html
http://www.tradeofic.com/Circuit/12903-Staircase_generator.html
22
43
44
TAREA
1. CONSTRUIR UN GENERADOR DE
ESCALERA, TENIENDO COMO BASE
UN CONVERSOR DIGITAL ANÁLOGO Y
UN CONTADOR BINARIO
23
2. a) Diseñar un circuito, con amplificadores operacionales que
cumplan con la siguiente Función de Transferencia.
b) Modifique el circuito propuesto en el punto b), de manera que
pueda desplazar la función de transferencia hacia la izquierda o hacia
la derecha.
45
3) Diseñe e implemente un circuito detector
de cuatro niveles ( 2,4,6 y 8 v )
CONDICIÓN: El circuito Detector de Niveles
sólo deberá encender el LED
correspondiente al nivel que está
detectando.
46