CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

PROYECTO 1

1 ER BIMESTRE

GENERADOR DE FUNCIONES

Proyecto

REALIZAR UN GENERADOR DE FUNCIONES CON FRECUENCIA Y AMPLITUD VARIABLE

Marco teórico

El generador de funciones

El generador de funciones es un instrumento que genera señales variables en el dominio del tiempo aplicados a un circuito para su entrada.

Las formas de onda más conocidas son las siguientes: triangulares, cuadradas y senoidales. Algunos tipos de señales como la TTL son comúnmente utilizados como señal de prueba de fallas en cables o como referencia en circuitos digitales.

El generador de funciones es muy útil para la calibración de equipos, función de estudio en los osciloscopios, etc.

Es necesario conocer los comandos básicos de un generador de funciones para conocer que se debe variar en nuestro circuito.

1. Selector de funciones. Escoge la forma de onda de la señal de salida sea triangular, cuadrada o senoidal.

2. Selector de rango. Selecciona un intervalo de frecuencias de trabajo de la señal a enviar. En el circuito variarán dependiendo el valor de los capacitores

3. Control de frecuencia. Varía la frecuencia de salida dentro del selector de rango escogido anteriormente.

4. Control de amplitud. Este control varía la amplitud de la señal de salida.

Para comenzar a utilizar el generador de funciones hay que escoger una función de salida necesitamos (triangular, cuadrada o senoidal).

Un oscilador de frecuencia variable es lo que necesitamos para comenzar el circuito, luego analizando parámetros del funcionamiento del CI que vamos a utilizar, para el circuito se tomó un oscilador dentro de un circuito integrado es el NE567. El NE567 es un oscilador que permite regular entrada. Por teoría podemos recordar las características del CCO y podemos decir que este circuito integrado es un oscilador con la capacidad de variar su frecuencia en función de la variación de corriente que circula por una resistencia, que se conecta entre dos pines del CI y que también cargará un capacitor conectado a tierra.

Ahora utilizando el CCO incorporado dentro del circuito integrado NE567, se realizaran comprobará su funcionamiento con el comportamiento de un oscilador libre, nuestro generador será de baja frecuencia, se revisa de manera muy minuciosa según el fabricante, la frecuencia de trabajo, en los cuales entra en funcionamiento el circuito integrado. A continuación se presenta parte del datasheet de este circuito:

Ahora como una segunda etapa para formar una salida senoidal, se utilizó un transistor NPN (C1815, BC548, 2N3904), en configuración de emisor común, acoplado en multietapa en su salida con un capacitor de 220uF. Después de esto se limitó la salida con 2 diodos del tipo 1N4148, posterior a esto se lo amplifica. En la etapa amplificadora se lo realizó con un TL081 que dará un nivel de señal muy importante, donde una señal senoidal será amplificada según desee el usuario. Ya con esta salida, está completo el generador con cambio de tipo de onda que es generada por el NE567 y de frecuencia variable.

En todos los intervalos o rangos de frecuencia, la amplitud de la señal cuadrada se mantendrá constante, al igual que con la onda triangular. La señal senoidal a diferencia de estas tiene una atenuación mientras se va aumentando la frecuencia, con aproximaciones, sus variaciones van de la siguiente manera:

Para las frecuencias de intervalo mas bajo de (30 a 200Hz) ese realizaran con el capacitor (con C1 = 1uF) con un máximo valor de con 3.5Volts de amplitud máxima en la salida. Después de esto comienza a decrecer llegando a un valor de 6Volts (pico picop) estando cerca a la frecuencia de 50Khzcontinuando desde allí, el descenso de la amplitud de salida útil, en el amplificador operacional, se colocará en valores cerca a los 5Volts pico pico para la frecuencia 150Khz, y 2Volts pico pico para la frecuencia de 400Khz.

Por último, si continuamos incrementando la frecuencia con C1 determinado y ubicado en 470pF, podemos alcanzar amplitudes senoidales útiles de hasta 1Volt pico pico llegando a la frecuencia de 620Khz. Pero para el caso de aumentar la frecuencia aún más, nos podemos dar cuenta que no sufre distorsión notable la señal en la forma de onda de salida. Este cambio se puede observar en un pequeño porcentaje de distorsión con frecuencias bajas hasta llegar a los 300Hz

SIMULACIÓN EN PROTEUS

OP8

GND7

TCAP6

TRES5

OFTR1

LFTR2

IP3

V+4

U1

LM567

3

21

84

U2:A

4559

R1100k

C168nF

R210k

C2100nF

C310nF

C41nF

Q1BC548

R32k

R410k

R5

10k

C5

100nF

R6

68k

R7

47k

R8

47k

R7(1)

R2(2)

R947k

C6

100nFD11N4148

D21N4148

U2:A(V+)U1(V+)

43%

RV1

47k

71%

RV2500k

A

B

C

D

U1(IP)

C91uF

VC11uF

VC2

220uF

Para la simulación se realizó tomando un Vcc de 9v y un voltaje de entradada de 20V de amplitud ac