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Proyecto Analogica

generador de funciones :)
by

alejandra gabriela

on 2 December 2012

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Transcript of Proyecto Analogica

Generador de Funciones González Aquino Nelly Andrea
Guerrero Arreola Alejandra Gabriela
Guerrero Gómez Jorge Raúl Integrantes: Un amplificador operacional (abreviado A.O., op-amp u OPAM), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. Amplificador Operacional Introducción La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia).

Por ejemplo. Si un A.O. tiene una ganancia de 100.000 e introducimos una tensión de 1 voltio, se comprende fácilmente que a la salida no tendremos 100.000 voltios, sino que la tensión de salida estará limitada por la tensión de alimentación, por consiguiente la máxima tensión de salida de un A.O. es la tensión de alimentación, más exactamente el 90% de dicha tensión de alimentación; cuando el A.O. está en esta situación se dice que está saturado. Aplicaciones del OP - AMP * Calculadoras analógicas
* Filtros
* Preamplificadores y buffers de audio y video
* Reguladores
* Conversores
*Generador de funciones Algunas de las aplicaciones de los amplificadores operacionales son: Generador de Funciones Como ya lo mencionamos una de las aplicaciones del amplificador operacional es el generaor de funciones, el cual es es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares además de crear señales TTL. Este aparato genera patrones de señales periódicas o no periódicas tanto analógicas como digitales en el dominio del tiempo para ser aplicadas posteriormente sobre el circuito bajo prueba. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio y ultrasónicos. Para poder comprender mejor el funcionamiento de un generador de funciones implementado con amplificadores operacionales es neceario conocer las diferentes configuraciones del opam. Comparadores
de
voltaje Entre las configuraciones de los amplificadores operacionales destaca el comparador que hace alusión a un circuito no lineal que, como su nombre indica, sirve para comparar dos señales para posteriormente determinar cuál de ellas es mayor o menor.

Generando así una tensión alta (VOH) o baja (VOL) a la salida. Algunos circuitos comparadores Voltaje en estado alto Voltaje en estado bajo Generador de Funciones Integrador Este circuito se usa de forma combinada en sistemas retroalimentados que son modelos basados en variables de estado donde el integrador conserva una variable de estado en el voltaje de su condensador. Este circuito transforma una onda cuadrada en una triangular. Desarrollo Comenzamos armando el circuito de la siguiente figura: El cto se divide en tres partes Onda Senoidal * Compensación de la tensión de offset Dentro del circuito podemos observar que el aplificador operacional esta conectado al offset ya que es la diferencia de tensión que se obtiene entre los dos pines de entrada cuando la tensión de salida es nula, este voltaje es cero en un amplificador ideal lo cual no se obtiene en un amplificador real por lo que es necesario compensar la desviación debida a la tensión de offset del amplificador operacional para que una entrada diferencial nula (0.0V) nos produzca una salida también nula. Durante la práctica fue necesario conectar el potenciómetro de 10kΩ con los extremos a los pines 1 y 5 y la parte central a la tensión negativa del circuito (-15 V). Ajustar el potenciómetro hasta que la salida del operacional sea cero. Mantener el ajuste del potenciómetro durante toda la práctica. Fue necesario establecer dos redes de capacitores con sus respectivos push buttons para poder controlar la frecuencia con la que aparecía la onda en el osciloscopio así como la forma de la misma ya que al momento de presionar cada uno de los push buttons variábamos la capacitancia que presentaba el circuito por lo que pudimos apreciar que en ciertas combinaciones la onda se comenzaba a saturar debido a que los capacitores no filtraban lo suficiente. De igual manera, es preciso mencionar que los potenciómetros nos controlaban la amplitud así como también el voltaje que nos entregaba a la salida el circuito. Por otra parte, aprendimos la conveniencia de utilizar circuitos que compensaran el voltaje de offset ya que en la práctica nos enfrentamos a que si se llegaba a presentar una diferencia de 0 entre los voltajes aplicados a la terminal inversora y no inversora se supone que deberíamos presentar un voltaje de 0 a la salida, lo cual no es posible dado que los transistores internos del op_amp no son exactamente iguales por lo que se produce una señal diferencial interior que es amplificada y posteriormente expuesta a la salida. Onda cuadrada Partiendo de la onda senoidal generada en el apartado anterior establecíamos esta onda como entrada de nuestra segunda etapa del generador de funciones. Dicha etapa constaba de un amplificador operacional a lazo abierto el cual como bien sabemos presenta una alta ganancia debido a que no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Debido a que la ganancia de voltaje en un amplificador a lazo abierto es infinita nuestra onda se saturaba en esta etapa y se volvía cuadrada como se muestra a continuación: Onda Triangular Una vez que obtuvimos la onda cuadrada en nuestro segundo apartado, era preciso generar una onda triangular. Por consiguiente, establecimos la salida de onda cuadrada a la entrada inversora de nuestro amplificador operacional que se encontraba en la tercera configuración. Es aquí donde pudimos apreciar que solamente al presionar ciertos botones del circuito podíamos generar la onda triangular. Esto se debe a que la saturación de nuestra onda cuadrada debía de ser lo suficientemente adecuada para generar este efecto. Cabe destacar que en cada uno de los tres apartados podíamos controlar la frecuencia de salida así como también el voltaje entregado mediante los potenciómetros situados en la primera etapa de nuestro circuito generador de funciones pudiendo así apreciar la variación de frecuencia y voltaje mostrada en la siguiente tabla: Videos Fotos del Proyecto Conclusiones González Aquino Nelly Andrea En este proyecto final de la materia de Electrónica Analógica pudimos visualizar el funcionamiento de los amplificadores operacionales mediante su aplicación en un generador de funciones. Cabe destacar que dicho proyecto constaba de 3 apartados donde cada uno nos permitía generar un tipo de onda distinta al anterior.
En el primer apartado del generador de funciones mediante un amplificador operacional (comparador) representado con un C.I 741 establecimos la configuración mostrada en el circuito proporcionado para poder así visualizar una onda senoidal a la salida del mismo que a su vez podía ser manipulada en frecuencia debido al arreglo de capacitores así como en amplitud gracias a los potenciómetros localizados.Cada uno de los apartados siguientes presentaba una onda diferente debido a la saturación que se daba con respecto al bloque anterior, ya que por ejemplo, en el bloque dedicado a la onda cuadrada implementamos un circuito a lazo abierto, mismo que saturaba la onda senoidal que recibía produciendo así la onda deseada.
Otro factor es que en cada uno de los apartados tuvimos que enfrentarnos a la compensación de voltajes offset ya que como bien sabemos y corroboramos a lo largo del curso, el método práctico presenta variación con respecto al formato teórico dado qe existen diversos factores que modifican los resultados de salida, es así como sabemos que al momento de presentar una diferencia de voltaje en los comparadores de manera nula este debería de entregar un voltaje a la salida nulo igualmente pero dado a la infraestructura del operacional dentro del mismo se genera una diferencia misma que se amplifica a la salida lo cual nos provoca un resultado diferente al esperado, por consiguiente fue necesario establecer dicha compensación mediante un potenciómetro cuyas patitas de los extremos colocábamos a las entradas 1 y 5 del operacional para dejar la patita de enmedio con alimentación a -Vcc.
Gracias a este proyecto y a las prácticas realizadas a lo largo del laboratorio nos fue posible comprender la utilidad de los amplificadores operacionales así como también sus características técnicas. Guerrero Arreola Alejandra Gabriela Este proyecto nos ayudo a reforzar todos, si no es que la mayoria de los conocimientos adquiridos durante el curso de electrónica análogica ya que para poder llevar acabo dicho proyecto fue necesario conocer las diferentes configuraciones del amplificador operacional, asi como sus caracteristicas y su funcionamiento. Como ya lo habiamos mencionado el proyecto constó de tres partes, la primera fue la mas complicada debido a que el armado era muy largo y ésta es la base para las otras dos partes. Una vez comprobado el funcionamiento de la primera parte pudimos continuar con el armado de la segunda, aqui tuvimos algunas complicaciones por el ruido que se presentaba pero finalmente se logró llevar la onda senoidal a la saturacion y esto se hizo utilizando un comparador de voltaje no inversor.
Finalmente para la tercera parte lo primero que se hizo fue implementar el integrador de practicas anteriores pero nos dimos cuenta de que el capacitor deberia ser variable ya que solo funcionaba para ciertos valores de frecuencia por lo que se cambio ese circuito, y fue necesario poner el offset ya que de lo contrario la onda de salida presentaba mucho ruido.
Al realizar la práctica aprendimos un poco mas sobre los amplificadores operacionales y su importancia, de igual manera comprendimos el funcionamiento de un generador de funciones .
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