reporte parcial 2 electronica

5/11/2018 reporte parcial 2 electronica - slidepdf.com

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ELEECTRONICA II1

INDICE

Introducción……………………………………….………………………………...2

Objetivos…………………………………………………………… .………………3

Fundamentación teórica

Oscilador 555……………………………………………………………4 - 5

Amplificadores operacionales……………………………………………...6

Amplificador operacional como integrador

Amplificador operacional como diferenciador

Indicaciones generales del proyecto………………………………………………..

Simulación de los circuitos empleando MULTISIMCircuito generador de pulsos……………………………………………….. Integrador…………………………………………………………………….. Diferenciador………………………………………………………………….

Análisis matemático de los circuitos

Diseño de los circuitos empleando LIVEWIRE Y PCB WIZARDCircuito generador de pulsos de potencia…………………………………. Integrador…………………………………………………………………….. Diferenciador………………………………………………………………….

Osciloscopio

Conclusiones………………………………….

AnexosDatashett LM317Datashett LM741



ELEECTRONICA II2

INTRODUCCION

En el siguiente reporte describiremos el proceso de la construcción y puesta a prueba de un

circuito con las siguientes características.

El circuito completo realizado genera una onda senoidal, una onda cuadrada simétrica y unaonda simétrica triangular. Todas las formas de onda deben tener amplitudes de pico de,

aproximadamente, 9 V.

El circuito proporciona un medio práctico de variar la frecuencia de las formas de onda entre

1 kHz y 10 kHz.

En el diseño implementado se usa un generador de onda cuadrada para realizar un

generador de pulsos de potencia con un lm350 y de ahí obtener una onda triangular y luego

transformar la onda triangular en una onda senoidal usando un circuito conformador de

onda no lineal.

Los circuitos en cargados de realizar las modificaciones de señal las realizaremos con

amplificadores operacionales en configuración de integrador básico y diferenciador básico,

por medio de multisim generaremos la simulación para comprobar los resultados obtenidos

al final del proyecto.

Al final se describirá el proceso de construcción de unas puntas de prueba para usar

nuestra pc como un osciloscopio, el cual usaremos para verificar el buen funcionamiento de

nuestros circuitos.



ELEECTRONICA II3

OBJETIVOS

Describir las características básicas de los amplificadores operacionales y del 555como oscilador.

Comprobar la operación y aplicación del amplificador diferenciador e integrador.

Comprobar la operación y aplicación del oscilador 555, en un generador de pulsosde potencia.

Obtener los resultados que nos entreguen los circuitos por medio de lassimulaciones.

Construiremos una entrada al ordenador para ser utilizado como

osciloscopio.



ELEECTRONICA II4

FUNDAMENTACION TEORICA

555

El temporizador 555 se compone básicamente de dos comparadores, un biestable (flip-flop ),un transistor de descarga y un divisor de voltaje resistivo, como muestra la figura 16-36. Elflip-flop (multivibrador biestable) es un dispositivo digital que puede ser desconocido en estemomento a menos que ya se haya tomado un curso básico de electrónica digital.Brevemente, es un dispositivo de dos estados cuya salida puede estar a un nivel de voltajealto (establecer, S ) o un nivel de voltaje bajo (reestablecer, R ). El estado de la salida puedeser cambiado con señales de entrada apropiadas.

El divisor de voltaje resistivo se utiliza para establecer los niveles de voltaje en elcomparador.Los tres resistores son de igual valor; consecuentemente, el comparador alto tiene unareferencia de 2⁄3V CC y el bajo tiene una referencia de 1⁄3V CC. Las salidas de loscomparadores controlan el estado del biestable. Cuando el voltaje de disparo se reduce por

debajo de 1⁄3V CC, el biestable se inicia y la salida salta a un nivel alto. La entrada deumbral normalmente está conectada a un circuito temporizador RC externo. Cuando elvoltaje en el capacitor externo excede de 2⁄3V CC, el comparador alto reestablece elbiestable, el que a su vez regresa la salida a su nivel bajo. Cuando la salida del dispositivoes baja, el transistor de descarga (Qd ) se enciende y proporciona una trayectoria para ladescarga rápida del capacitor de temporización externo. Esta operación básica permiteconfigurar el temporizador con componentes externos como un oscilador, un monoestable oun elemento de retardo.



ELEECTRONICA II5



ELEECTRONICA II6

AMPLIFICADOR OPERACIONAL.

Una herramienta adicional básica del AO es su símbolo esquemático. Este es fundamental,dado que un esquema correctamente dibujado nos dice mucho sobre las funciones de un

circuito. El símbolo más usado se muestra en la figura 9 con algunas aclaracionesanotadas.

El símbolo básico es un triángulo, el cual generalmente presupone amplificación. Lasentradas están en la base del triángulo, y la salida en el ápice. De acuerdo con el convenionormal del flujo de señal, el símbolo se dibuja con el ápice (salida) a la derecha, pero puedealterarse si es necesario para clarificar otros detalles del circuito.

Usualmente, las dos entradas se dibujan como se indica en la figura; la entrada no inversora(+) es la inferior de las dos. Excepciones a esta regla se producen en circunstancias

especiales, en las que podría ser difícil mantener el convenio estándar. Además, las dos

entradas están claramente identificadas por los símbolos (+) y (-), los cuales se sitúanadyacentes a sus respectivos terminales dentro del cuerpo del triángulo.

Como se ve, los terminales de las tensiones de alimentación se dibujan, preferiblemente,por encima y debajo del triángulo. Estos pueden no ser mostrados en todos los casos (en

favor de la simplicidad) pero siempre están implícitos. Generalmente, en croquis, basta con

usar el símbolo de tres terminales para dar a entender el significado, sobreentendiendo lasconexiones de alimentación.Finalmente, el tipo o número del dispositivo utilizado se sitúa centrado en el interior deltriángulo. Si el circuito es uno general, indicativo de un amplificador operacional cualquiera,se usa el símbolo A ( o A1, A2, étc.)



ELEECTRONICA II7

El integrador

Se ha visto que ambas configuraciones básicas del AO actúan para mantenerconstantemente la corriente de realimentación, IF igual a IIN.

Una modificación del amplificador inversor, el integrador, mostrado en la figura , seaprovecha de esta característica. Se aplica una tensión de entrada VIN, a RG, lo que da

lugar a una corriente IIN.

Como ocurría en el amplificador inversor, V(-) = 0, puesto que V(+) = 0, y por tenerimpedancia infinita toda la corriente de entrada Iin pasa hacia el condensador CF,llamaremos a esta corriente IF.

El elemento realimentador en el integrador es el condensador CF. Por consiguiente, lacorriente constante IF, en CF da lugar a una rampa lineal de tensión. La tensión de salidaes, por tanto, la integral de la corriente de entrada, que es forzada a cargar CF por el lazode realimentación.

La variación de tensión en CF es

lo que hace que la salida varíe por unidad de tiempo según:

Como en otras configuraciones del amplificador inversor, la impedancia de entrada essimplemente RGObsérvese el siguiente diagrama de señales para este circuito



ELEECTRONICA II8

El diferenciador

Una segunda modificación del amplificador inversor, que también aprovecha la corriente enun condensador es el diferenciador mostrado en la figura .

En este circuito, la posición de R y C están al revés que en el integrador, estando elelemento capacitativo en la red de entrada. Luego la corriente de entrada obtenida esproporcional a la tasa de variación de la tensión de entrada:

De nuevo diremos que la corriente de entrada IIN, circulará por RF, por lo que IF = IIN Y puesto que VOUT= - IF RF Sustituyendo obtenemos

Obsérvese el siguiente diagrama de señales para este circuito



ELEECTRONICA II9

INDICACIONES GENERALES DEL PROYECTO

En esta oportunidad, en el Proceso de diseño de un circuito, tendremos la oportunidad dever cómo trabaja un generador de funciones con las siguientes características:El circuito completo debe generar una onda senoidal, una onda cuadrada simétrica y unaonda simétrica triangular. Todas las formas de onda deben tener amplitudes de pico de,aproximadamente, 9 V.El circuito debe proporcionar un medio práctico de variar la frecuencia de las formas deonda entre 1 kHz y 10 kHz.El circuito debe estar compuesto por resistencias de valor estándar fijo, resistenciasajustables, condensadores de valores estándar, amplificadores operacionales y diodos.Al circuito se le alimentará a partir de +15 V y -15 V. Sin embargo, las curvas característicasde las formas de onda de salida no deben depender en demasía de las tensiones de lafuente de alimentación.Un diseño comienza con una idea. Por ejemplo, la idea usada en este diseño es el generaruna onda cuadrada, integrar la onda cuadrada para obtener una onda triangular y luegotransformar la onda triangular en una onda senoidal usando un circuito conformador de

onda no linealPara lo cual el circuito base que utilizaremos será el siguiente:

Al observar las amplitudes de las ondas triangular y cuadrada se verificará que sonindependientes de la ganancia del integrador. En su lugar, estas amplitudes dependen delos umbrales y los niveles de salida del comparador. Así, se puede cambiar la frecuencia sinafectar a las amplitude



ELEECTRONICA II10

ANÁLISIS DEL CIRCUITO EMPLEANDO MULTISIM.Generador de pulsos



ELEECTRONICA II11

INTEGRADOR BASICO



ELEECTRONICA II12

CIRCUITO DIFERENCIADOR



ELEECTRONICA II13

ANALISIS MATEMATICO



ELEECTRONICA II14



ELEECTRONICA II15

DISENO DE LOS CIRCUITOSGENERADOR DE PULSOS DE POTENCIA



ELEECTRONICA II16

INTEGRADOR BASICO



ELEECTRONICA II17

CIRCUITO DIFERENCIADOR



ELEECTRONICA II18

OSCILOSCOPIO

Lo que hicimos fue utilizar la tarjeta de sonido de nuestra pc como entrada, y un software

especial para mostrar las señales que apliquemos a esa entrada. Antes de seguir hay que

aclarar que las señales que podemos medir son señales de corriente alterna, no de

corriente continua. La razón se encuentra en la entrada de nuestra tarjeta de sonido (enprácticamente todas). En ella existe un condensador electrolítico que bloquea las señalescontinuas que aplicamos a la entrada como medida de protección. El software que vamos autilizar nos mostrará el monitor de nuestro ordenador con el aspecto de un osciloscopio.En cuanto al hardware lo que necesitamos es:

- 1 metro de cable duplex,- 1 metro de cable negro flexible,- 2 conectores estéreo jack hembra de 3,5mm,- 1 conector macho jack estéreo de 3,5mm,- 3 pinzas de test rojas, negra, verde.

-4 trimmers de 10K- 2 trimmers de 250K

Lo que hicimos fue hacer dos entradas, para la entrada de línea de nuestra tarjeta desonido.En las dos entradas haremos un divisor resistivo x 0.1. Es decir en estas entradas todas lasseñales se atenuarán 10 veces.

Por lo general las tarjetas de sonido admiten como máximo 5 voltios, por lo que cualquierseñal (alterna) por encima de esa tensión no podremos medirla, ya que quemaremos latarjeta de sonido. Con el divisor resistivo x 0.1 podremos medir por tanto 10 veces más, estoes 50 voltios, ya que 50x0,1 = 5Voltios.

Se pueden hacer tantas entradas como queramos, en ese caso sería bueno sustituir losconectores jack hembra por un conmutador rotativo con tantas posiciones como divisoresresistivos queramos.

El esquema que seguimos fue el siguiente.



ELEECTRONICA II19

El cálculo de las resistencias lo haremos aplicando la fórmula.

Siendo VCC/2 la salida hacia la tarjeta de sonido del ordenador (OUT-L y OUT-R) y VCC laentrada que queremos medir (JACK x0,1).

Si queremos hacer un divisor resistivo que multiplique por 0,1 los valore serían:Para el canal L: R1=100K y R3=11KPara el canal R: R2=100K y R4=11KComo queremos que sea exacta la multiplicación tenemos que poner una resistenciavariable de 20K, así aproximadamente hacia la mitad del recorrido (un poquito más) estaránlos 11K que necesitamos.

Podemos hacer tantos divisores resistivos como queramos.El ajuste de los trimmers, uno para cada canal, es muy sencillo. Damos una tensión alternaa la entrada sin atenuación, medimos los voltios, y aplicamos la misma tensión a la entradaatenuada, giramos lentamente los trimmers hasta obtener 10 veces menos. Es aconsejablehacer el ajuste antes de enchufar la entrada de línea a la tarjeta de sonido.

Puntas de prueba construidas



ELEECTRONICA II20

Divisor de tensión conectores jack



ELEECTRONICA II21

CONCLUSIONES

Pudimos familiarizarnos con el amplificador operacional como integrador ydiferenciador ya que con estos realizamos las practicas, la misma que para podersellevar a cabo tuvimos que ver las configuraciones en los datasheet.

Al obtener los resultados de lo que nos dan en los circuitos podemos deducir que sicambiamos la señal ya sea triangular o rectangular.

Pudimos controlar las escalas pertinentes para poder tener una mejor visibilidad delos pasos de señal de cada uno de los circuitos que se realizamos.

Con este proyecto se logró construir una entrada al ordenador para ser utilizado

como osciloscopio. Transformamos nuestro pc en un osciloscopio. El osciloscopio es

quizás el instrumento de medida más deseado por todo aficionado/a a la electrónica.Más deseado, porque es un instrumento caro y no todo aficionado se puede permitir

ese gasto. Sin embargo pudimos convertir nuestro ordenador en un osciloscopio"casero" con prestaciones aceptables.



ELEECTRONICA II22

BIBLIOGRAFIA

http://www.kemisa.es/utilizar_pc_como_osciloscopio.php

Documento Word utilización de la tarjeta de sonido de la pc como

osciloscopio.

http://www.ifent.org/temas/amplificadores_operacionales.asp

Dispositivos electronicos – Floyd.






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