1Resumen Este reporte pretende analizar los resultados de la practica de laboratorio #4 sobre comparadores en el arreglo de retroalimentacin schmith trigger y un oscilador por relajacin con amplificadores operacionales. Para el condicionamiento de distintas seales y el tratamientos para el control de las mismas

ndice de trminos

I. INTRODUCCINPara el condicionamiento de distintas seales es necesario estudiar los distintos medios para tratarlas y los amplificadores operacionales son los medios mas sencillos que nos ayudan a obtener comportamientos elaborados en sencillos circuitos y sistemas compactos. Esta practica de laboratorio[2] los estudiantes armaron los circuitos que se mostraran a continuacin, de estos se tomaron distintas hiptesis de comportamiento y se concluye este anlisis de resultados.

II. DESARROLLO DE LA PRACTICA1. Comparador Schmith:

Primero identificamos los componentes del circuito presentado, en este caso tenemos un KA339, hecho por Farchild con un encapsulado 14-DIP.

Hoja de Datos de Farchild[3]:

1 Reporte presentado el lunes 13 de Septiembre del 2015, reralizado en las instalaciones del laboratorio de Electronica de la Universidad Don Bosco, Campus Soyapango, Edificio 4. Presentado por los estudiantes de la universidad para la materia de Electronica II. Diego Moiss Sandoval Aguilar, estudiante de la universidad Don Bosco (diego_msandoval@hotmail.com)

Kevin Giovanni Ramirez Campos, estudiante de la universidad Don Bosco ( kevgramirez@gmail.com)

Rodrigo Stanley Solorzano Torres, estudiante de la universidad Don Bosco (stanley_slz@hotmail.com)

Caractersticas bsicas, alimentaciones y corrientes mximas[3].

Rango de temperatura, entre 0C y 70C con una generacin de 570 mW[3].

Dado que tenemos el comportamiento del comparador que usamos es este caso, vamos a implementar el circuito siguiente.

Figura 1: circuito schmith trigger implementado

En este diagrama U3 es el KA339 y R15=4.7k.

Reporte #4: Comparadores: schmith trigger y osciladores por relajacin.

Diego Moiss Sandoval Aguilar, Rodrigo Stanley Solrzano Torres, Kevin Giovanni Ramirez Campos

UNIVERSIDAD DON BOSCOCiudadela Don Bosco, Soyapango

2Condiciones iniciales medidas:

V(+) = 3.08vv(-) = 0vVsal = 5v

Para las condiciones de cambio se aumenta la tensin de la fuente PS-1, hasta que la seal de salida cambie, estos datos corresponden a dicho cambio:

Vsal = -4.83vV(-) = 3.10vV(+) = 1.16v

Una prueba comn es seguir aumentando el valor de entrada (v(-)) para corroborar si existen cambios.

Se dio un cambio brusco en la salida?

R/ No, la salida sigue siendo de -4.83v.

Ahora se reduce lentamente la tensin de entrada hasta que cambie la seal de salida.

Se dio un cambio brusco?

R/ Si, en un momento la tensin de salida cambio inmediatamente a 5.00v otra vez.

Estos son los valores de la seal de salida y de la entrada, inmediatamente sucedi el cambio.

Vsal = 5v V(-) = 0.77v

Grfica de histresis terico.

Implementaremos otro circuito para observar mejor este fenmeno.

Probaremos este mismo circuito pero ahora tendremos una seal de entrada triangular que tendra 5v Vpp y una frecuencia de 1kHz, con un offset de +2.5v.

figura 2: circuito con una seal triangular de entrada.

En un osciloscopio con un arreglo normal, a dos canales en funcin del tiempo podemos observar lo siguiente.

Figura 3: entrada y salida del comparador.

Canales: volt/div = 2vtiempo: time/div = 1ms

Pero ahora si vemos las seale una en funcin de la otra con la funcin del osciloscopio x-y, obtenemos el comportamiento del sistema una en funcin de la otra.

figura 4: histeresis del sistema.

Canales: volt/div = 2v

Este es el comportamiento real del circuito a esta seal de entrada, la forma o la curvatura del sistema depende de la frecuencia, cuanto mas suave es el cambio mas pronunciada es la curva.

Ahora podemos notar que si del circuito original cambiamos la resistencia R13 por una mayor la diferencia cambia. En este caso R14 es mayor que R13.

3figura 5: grfica de histresis con una resistencia de retroalimentacin mayor.

2. Oscilador por relajacin:

Ahora con el mismo circuito integrado, armamos el siguiente circuito.

figura 6: oscilador de relajacin con disipador schmith.

Directamente como esta observamos el osciloscopio, el canal 1 debe de monitorizar la tensin del capacitor C4 y el canal 2 la salida del operacional.

figura 7: comportamiento del oscilador.

Canales: volt/div = 2vtiempo: time/div = 5s

Dado que la tensin de PS-1 no puede ser 0, la frecuencia mxima esta dada por el valor mnimo de esa tensin, que seria 1.67v.

Fmax = 36,364 Hz

Este oscilador tiene un limite de oscilaciones, es decir que

por sobre esa tensin critica, el sistema deja de oscilar.Al elevar la tensin lentamente hasta causar la oscilacion

critica podemos encontrar que:

F(critica) = 5000HzVps-1(critica) = 5v

A partir de este valor podemos llenar la siguiente tabla.

Tabla #1

Vps-1 5v 4.5v 4v 3.5v 3v 2.5v 2v

frecuencia 5kHz 11.11kHz 16.67 kHz 22.27 kHz 28.57 kHz 33.33 kHz 36.36 kHz

III. ANLISIS DE RESULTADOS1. Que ocurrira si por error no se conecta R15 en el

circuito?

R/No servira, el integrado KA339, es un amplificador operacional de colector abierto como indica en los datos de Farchild[3].

figura 8: diagrama de conexin del KA339.

Por lo que es necesario conectar la salida a Vcc.

2. Determine el valor de VHL, VLH y VH. Nota: en la clase terica estos parmetros se identifican tambin como VTH, VTL y V.

R/ Segn la figura 4.

VHL = 1.1vVLH = 3.1v

VH = VLH-VHL (ec 1)[1]VH = 2v

Despus de cambiar R13 por una resistencia mas grande (R14), obtenemos segn la figura 5.

4VHL = 2vVLH = 3vVH = VLH-VHL = 1v

3. Tomando en cuenta el cambio de resistencias en el circuito comparador schmith trigger como afecta el valor de las resistencias de retroalimentacin en el funcionamiento del circuito?

R/Si observamos la figura 1 las resistencias en este caso cambian la configuracin del divisor de voltaje que hay entre la salida del amplificador con tierra, observemos que el resultado de la divisin sera el valor que censa la entada inversora (V(-)), que es mi tensin a comparar.

Al cambiar la resistencia cambia esta divisin de tensin, tanto como para el valor a comparar en alta (VHL) como en baja (VLH), reduciendo o ensanchando la diferencia de tensiones de histresis (VH).

4. grfique los resultados de la tabla #1.

figura 9: grfica de la tabla 1.

5.Determine la relacin lineal entre la frecuencia del oscilador y la tensin de Vps-1.

R/ para una funcin lineal tenemos[4]:

(ec 2)

(ec 3)

tabla #2

Dado los valores de regresin de la tabla obtenemos.

Esta es la funcin que define la grfica.

6. Concuerda el valor de la frecuencia (con PS-1 = 0v) con el obtenido con la formula de la introduccin terica?

R/ si comprobamos que la ecuacin terica es[1]:

(ec 5)

Usando los valores de los componentes que tenamos disponibles en el laboratorio en (ec 5).

f = 52.85kHz

y si reemplazamos x (Vps-1) por 0 en (ec 4).

y = 59.51kHz

Concluimos que son comportamientos equivalentes, aunque podran haber variado ya sea por la calidad de los componentes o la no linealidad del comparador.

5REFERENCIAS[1] Boylestad Robert, Electrnica : Teora de Circuitos y dispositivos

electrnicos, Prentice Hall, 2003, 8va edicin.[2] Guia #4 comparadores, Universidad Don Bosco, Editorial Don Bosco,

Disponible:http://www.udb.edu.sv/udb/archivo/guia/electronica-ingenieria/electronica-ii/2015/ii/guia-4.pdf

[3] Hoja de Datos KA339, FARCHILD semiconductor, Quad Comparator, disponible: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/53159/FAIRCHILD/KA339.html

[4] Montgomery, Douglas C.; Peck, Elizabeth A.; Vining, Geoffrey, Introduccin al anlisis de regresin lineal., Continental. Mxico. MX. 2006. 3a. Edicion.

BIOGRAFIAS

Kevin Giovanni Ramirez Campos

Naci el 10 de septiembre de 1993 en el pas de El Salvador en la ciudad de San Salvador. Graduado de bachiller tcnico en mecnica automotriz en el Colegio Don Bosco en el 2011, actualmente estudiante de Ingenieria Mecatronica en la Universidad Don Bosco, El Salvador.

La primera experiencia profesional fue en talleres Excel al ser auxiliar de Mecnico Automotriz en 2011, luego en el 2012 trabajo en

Distritelcom como ejecutivo de ventas de servicios de telecomunicacin, en el 2014 trabajo en Mabe El Salvador como promotor de ventas y actualmente se encuentra laborando en Digitex como tele operador.

Ha realizado proyectos para diferentes areas como en Sistemas digitales (Semforo Inteligente), Ingeniera y medio ambiente (Luces inteligentes de alumbrado pblico), Electrnica (Amplificador de Audio), microprocesadores, y entre otros .

Actualmente se encuentra estudiando un proyecto del rea de sistemas automticos (Sistema de control de temperatura), gestin de proyectos (Mecanismo mejorado para abonado de cultivos), electrnica (Sensor de temperatura y otros).Se encuentra en un curso de gestin de proyectos en el mbito pblico y empresarial.

Rodrigo Stanley Solrzano Torres

Naci el 10 de Abril de 1993, en la capital de El Salvador, San Salvador.

Inicio sus estudios tcnicos en el ao 2009, en el rea de electrnica, gradundose en bachillerato tcnico, del colegio Joyas de Ceren. Terminada su etapa de bachiller opta a estudiar Ingeniera Mecatrnica en la Universidad Don Bosco de El Salvador, actualmente en proceso.

Entro al mundo laboral en el ao 2011en servicios tcnicos de telecomunicaciones en JMtelcom S.A. de C.V. como prcticas profesionales durante 3 meses.En enero de 2012 opta a su primer trabajo formal, desarrollndose como ejecutivo de ventas en JOSNAB (Corporacin AMSI), esta etapa culminara en Septiembre de 2014.

En su camino por bachillerato se involucr en tres proyectos: Lavamanos automtico, cerradura digital y por ultimo un control de cmaras de vigilancia en las instalaciones del colegio. Mientras cursaba su educacin media pasaba su tiempo libre como aprendiz de electricidad automotriz.

Diego Moiss Sandoval Aguilar

Naci el 30 de Abril de 1994, ciudadano Salvadoreo de la ciudad de Santa Tecla. Graduado de Bachiller General en el Colegio Blen y actual estudiante de Ingeniera Mectronica de la universidad Don Bosco, El Salvador.

Entro en el mundo laboral como ayudante de carpintero en 2007, entre otros trabajos

manuales, sin entrar en un trabajo formal en su actualidad.

Ha contribuido en varios proyectos tcnicos y cientficos en energa solar renovable y auditoras o estudios para el ahorro energtico para para varias empresas y hoteleras del pas, entre otros aportes solamente como un apoyo tcnico.

Actualmente se encuentra estudiando en la Universidad Don Bosco a tiempo completo.

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