informe de electronica (1)
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Integrantes: Pablo León
Michael Carmona
José Barraza
Humberto Díaz
Luis Arancibia
Sección 431
Introducción
En el presente informe se pretende analizar el comportamiento de las señales al verse sometidas ante un amplificador operacional, tomando esos resultados y realizar una comparación entre la teoría y la práctica.
Se realizara la simulación de una serie de circuitos, con el fin de probar las conexiones antes de llevarla a la práctica, y así evitar errores que puedan presentarse.
Objetivos:- Comprobar el funcionamiento de los amplificadores operacionales sobre la
plataforma de simulación Multisim 11.- Comprender mejor el funcionamiento de las configuraciones básicas de los
amplificadores operacionales.- Comprobar mediante la simulación los datos obtenidos teóricamente sobre
amplificadores operacionales.- Comprender las diferentes señales de salida que se obtienen en las
configuraciones básicas de los amplificadores operacionales.
Índice
Amplificador Inversor.........................................................................................................4
Amplificador Inversor 2......................................................................................................6
Amplificador No inversor...................................................................................................7
Amplificador No inversor 2................................................................................................9
Amplificador Sumador inversor......................................................................................10
Amplificador Sumador Inversor 2...................................................................................13
Amplificador de distribución............................................................................................14
Conclusiones.....................................................................................................................18
Introducción Primera parte.
En el presente informe se darán a conocer los valores de los voltajes “in y out” de un amplificador operacional de una forma teórica en sus configuraciones correspondientes. Sea configurado de una forma inversa y no inversa.
1. Ejercicio.
a) Sea Vi= 3,5 VRMS de entrada sus valores de resistencias son:R1=3KΩR2=45KΩ.a)¿Cuál es el valor de su voltaje de salida V0?
−VIN−0R1
=0−VOUTR2
R2∗VINR1
=VOUT
45K Ω∗3,5V3K Ω
=52,5V
GANANCIA=VOUTVIN
GANANCIA=52,5V3,5V
=15
b) Con la misma Topología ¿qué valor de R2 se debe tener para una ganancia de -100, un valor de R1=10KΩ y un voltaje Vl= 3,5 VRMS?
V R1ΩR 1
=IR 1
3,5V1OK Ω
=0,35mA
GANANCIA=VOUTVIN
VOUT=GANANCIA∗VIN
VOUT=100∗3,5V=350V
R2=V 2I 2
R2= 350V0,35mA
=1000Ω
2. Ejercicio. a) En los siguientes circuitos calcule Vout para cada caso.VIN=1V
VOUT=VINVOUT=1V
b) RG1=1KΩ, RG2=500Ω, RG3=250Ω, RF=1KΩ
I 1=V 1R1
= 1V1000Ω
=0,001 A
I 2=V 2R2
= 1V500Ω
=0,002 A
I 3=V 3R2
= 1V250Ω
=0,004 A
¿=I 1+ I 2+ I 3…
¿=0,001 A+0,002 A+0,003 A=0,007 A
VOUT=0,007 A∗1000Ω=7V
3. Ejercicioa) Encontrar una expresión para V0, si las resistencias R1, R2, R3 y R4 son distintas.
b)Calcular V0 si los valores de los parámetros son:V1=1,2VV2=2,3VR1=1KR2=3KR3=2KR4=3K
VOUT= R2R1
∗(V 2−V 1 )
VOUT=3K Ω1K Ω
∗(2,3V−1,2V )=3,3V
4. Ejercicio Sean los valores de VOUT =500 V, R1 = 27 KΩy R2 = 168 M KΩ. Obtenga el Voltaje de entrada (VIN).
VOUT=VINR1
∗(R2+R1)
VOUT∗R1=VIN∗8R2+R1¿
VOUT∗R1(R2+R1)
=VIN
500V∗27K Ω(R2+R1)
=69,23V ¿
Realice los siguientes circuitos en el programa Multisim 11.
Nota: Para realizar la simulación es necesario alimentar el amplificador operacional con una fuente simétrica dependiendo de la configuración (pin 7 alimentación positiva y pin 4 alimentación negativa).
1. Amplificador operacional inversor.
1.1. Realice el siguiente circuito.Amplificador Inversor
El generador de señal debe tener los siguientes valores:Señal : sinusoidal.Amplitud: 50 mV.Frecuencia: 1KHz.
La fuente simétrica debe ser de 5 V.
a) Obtenga el valor de el voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.Teórico=-5vpPractico=-5vp
b) Obtenga la señal de salida a través del osciloscopio del simulador.
c) Compare las señales de entrada y salida identificando cada uno de ellos (puede realizarlo utilizando un osciloscopio por señal).
Vo canal AVi canal B
1.2. Reemplace los valores de R1 por 10 kΩ, R2 por 1 kΩ y realice a), b) y c) nuevamente.
Amplificador Inversor 2
d) Obtenga el valor de el voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.Teórico=-5mvpPractico=-5mvp
e) Obtenga la señal de salida a través del osciloscopio del simulador.
f) Compare las señales de entrada y salida identificando cada uno de ellos
Vo canal AVi canal B
2. Amplificador operacional No inversor.
2.1. realice el siguiente circuito.
Amplificador No inversor
El generador de señal debe tener los siguientes valores:Señal : sinusoidal.Amplitud: 50 mV.Frecuencia: 1KHz.
La fuente simétrica debe ser de 5 V.
a) Obtenga el valor de el voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.Teórico=0,5vpPractico=0,53vp
b) Obtenga la señal de salida a través del osciloscopio del simulador.
c) Compare las señales de entrada y salida identificando cada uno de ellos (puede realizarlo utilizando un osciloscopio por señal).
Vo canal AVi canal B
2.2. Reemplace los valores de R1 por 10 kΩ, R2 por 1 kΩ y realice a), b) y c) nuevamente.
Amplificador No inversor 2
a) Obtenga el valor del voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.Teórico= 5mvpPractico=50mvp
b) Obtenga la señal de salida a través del osciloscopio del simulador.
Vo canal AVi canal B
c) Compare las señales de entrada y salida identificando cada uno de ellos (puede realizarlo utilizando un osciloscopio por señal).
3. Amplificador Sumador inversor.
El generador de señal en la resistencia 1K ohm debe tener los siguientes valores:Señal : sinusoidal.Amplitud: 50 mV.Frecuencia: 1KHz.
El generador de señal en la resistencia 2K ohm debe tener los siguientes valores:Señal : sinusoidal.Amplitud: 70 mV.Frecuencia: 1KHz.
La fuente simétrica debe ser de 5 V.
a) Obtenga el valor de el voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.Teórico=-0,85vpPractico=-0,85vp
b) Obtenga la señal de salida a través del osciloscopio del simulador.
c) Compare las señales de entrada y salida identificando cada uno de ellos (puede realizarlo utilizando un osciloscopio por señal).
1.2 Reemplace los valores de R1 por 10 kΩ, R2 por 1 kΩ, R4 por 20 kΩ, y realice a), b) y c)
Vi Vo
Amplificador Sumador Inversor 2
a) Obtenga el valor de el voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.
Teórico=-9,5mvpPractico=-9,5mvp
b) Obtenga la señal de salida a través del osciloscopio del simulador.
U1
LM741H
3
2
4
7
6
51
U3
LM741H
3
2
4
7
6
51
U2
LM741H
3
2
4
7
6
51
U4
LM741H
3
2
4
7
6
51
XFG1
R10
1kΩ
R11
100kΩ
R12
1kΩ
R13
100kΩ
R14
1kΩ
R15
100kΩ
R1
1000kΩ
R2
500kΩ
R3
200kΩ
V15 V
V25 V
XSC1
A B
Ext Trig+
+
_
_ + _
XSC2
A B
Ext Trig+
+
_
_ + _
XSC3
A B
Ext Trig+
+
_
_ + _
XSC4
A B
Ext Trig+
+
_
_ + _
El generador de señal debe tener los siguientes valores:Señal : sinusoidal.Amplitud: 90 mV.Frecuencia: 1KHz.
La fuente simétrica debe ser de 5 V.
a) Obtenga el valor de el voltaje de salida de forma teórica y con el simulador.Teorico= V1=-0,18vp, V2=-0,45vp, V3=-0,9vpPractico= V1=-0,18vp, V2=-0,45vp, V3=-0,9vp
c) Compare las señales de entrada y salida identificando cada uno de ellos (puede realizarlo utilizando un osciloscopio por señal).
V3
Vi
Conclusiones
Se puede apreciar la falta de exactitud de los valores medidos en el osciloscopio, ya que el margen de error esta relacionado directamente con la visión del encargado de anotar los valores.
Se pudo apreciar en los circuitos inversor2 y sumador 2, que también se pueden aplicar otras funciones, no tan solo amplificar las señales, sino que también se pueden reducir.
Hay un caso especial, en el no inversor 2 a pesar de que la resistencia R1 es mayor que la R3, la señal mantiene el mismo voltaje de entrada, lo que no coincide con la teoría, por lo que de forma particular al taller se procedió a cambiar el valor de R1 a uno más alto aun, obteniendo el mismo resultado, dejándonos con una duda sobre características especiales que podría tener el integrado lm741h.