T.P. Nª 10 Filtros de señal.

Introduccion Terica:
Un filtro eléctrico o filtro electrónico es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una señal eléctrica que pasa a través de él, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase.
Hay diferentes tipos de filtros como por ejemplo los pasa altos, pasa bajos, analogicos y digitales.

Filtros pasa alto:
Un filtro paso alto (HPF) es un tipo de filtro electrónico en cuya respuesta en frecuencia se atenúan las componentes de baja frecuencia pero no las de alta frecuencia, éstas incluso pueden amplificarse en los filtros activos. La alta o baja frecuencia es un término relativo que dependerá del diseño y de la aplicación.

El filtro paso alto más simple es un circuito RC en serie en el cual la salida es la caída de tensión en la resistencia.

Filtros pasa bajo:
Un filtro pasa bajo corresponde a un filtro caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas. El filtro requiere de dos terminales de entrada y dos de salida, de una caja negra, también denominada cuadripolo o bipuerto, así todas las frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida solo estarán presentes las que permita pasar el filtro. De la teoría se obtiene que los filtros están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo.

Practica:
1)Armá el siguiente circuito cuidando de alimentar adecuadamente con +/- 12V sus terminales y filtrando los mismos:

2)Conectar a la entrada Vs una señal senoidal de 200mVpp y 100Hz.
3)Medir la tensión de salida,calcular la ganancia de tensión expresandola en veces y dB. Medir el desfasaje que sufre la señal de entrada.

Vo=2V
Ganancia en veces = 10
Ganancia en dB = 20dB

4)Repetir elpunto anterior para no menos 20 frecuencias distintas. Aumentá el número de mediciones donde se observe un cambio significativo en algunas de ellas.

5)

11)

Conclusiones finales del trabajo realizado:

Con la realización de este Trabajo Práctico, aprendimos a diseñar los filtros generalmente usados en electrónica.Aprendimos a medir sus valores y calcularlos como por ej: Resistores, Capacitores como también ancho de banda(BW),frecuencias de corte(Fc).
Aprendimos a entender las distintas gráficas de los diseños de filtro.

T.P.N° 9 Fuentes reguladas e Integradas.

Introduccion Teorica:
REGULADORES DE TENSIÓN INTEGRADOS
En la actualidad existen gran variedad de circuitos integrados reguladores de tensión de salida fija o ajustable, pudiendo también dividirlos entre conmutados y continuos (también llamados lineales),siendo estos últimos de fácil uso y bajo costo. Ambos se fabrican para obtener a la salida tanto tensiones positivas como negativas, pero a diferencia de los lineales que sólo pueden regular tensiones inferiores a la de entrada al dispositivo, los conmutados pueden ser configurados para obtener tensio nes con un valor superior a la de entrada.

Reguladores continuos o lineales

Existen familias de reguladores lineales que se diferencian por:
•Una tensión de salida positiva o negativa respecto a una referencia
•Una tensión de salida fija o regulable mediante un circuito externo
•Valor de la máxima corriente obtenible antes de activarse la protección
•Tensión entrada-salida estándar o baja (low-dropout)
•Permanentes o con función de desconexión (On-Off)
•Tipo de encapsulado y montaje (montaje en disipador, pasante o superficie)
A continuacion se presentan ejemplos de reguladores integrados.

Reguladores fijos:
En la mayoría de las aplicaciones se requiere una tensión fija y estable de un determinado valor. La línea de reguladores ideales para este tipo de necesidades es la conocida como LM78XX. Las primera letras y dos número corresponden a la denominación, mientras que las dos últimas XX deben ser reemplazados por la tensión de salida requerida. Las tensiones disponibles de observan en la siguiente tabla:

Para comprender mejor el funcionamiento de estas fuentes integradas veremos a continuacion unos circuitos de ejemplos con distintos integrados y explicando el funcionamiento de cada uno.

Como se observa, sólo fueron agregados dos capacitores al circuito integrado. Explicaremos la función de cada uno de ellos. C1, que se halla a la entrada del regulador, filtra la tensión de posibles transitorios y picos indeseables, mientras que C2, que se encuentra a la salida, disminuye la tensión de rizado de salida, a la vez que evita oscilaciones.
En cuanto a la tensión de entrada, se puede ver que es de un rango muy amplio. Por ejemplo, si el regulador elegido es uno de 12 volts (LM7812), la tensión de entrada podrá ser de entre 15 y 39 volts.

De esta forma obtenemos una fuente simétrica con las características de una fuente simple. Es necesario aclarar que, aunque no es conveniente, las tensiones de salida del regulador positivo y negativo no tienen por qué ser las mismas. Sin embargo, es recomendable que no sean muy diferentes una de la otra.
Reguladores de tensión variable
En ciertas ocasiones, sobre todo cuando realizamos alguna aplicación de laboratorio, es necesario disponer de una fuente que posea una tensión de salida regulable. Como no podía ser de otra forma existen distintas formas muy simples de realizarlas con reguladores integrados.

Tanto D2 como D3 evitan que se descargue el nuevo capacitor incluido a través del integrado. A su vez dicho capacitor (C4 en este caso) mejora el rechazo al rizado elevándolo hasta los 80dB.
Para obtener el rango de salida indicado en la figura R1 debe ser de 220 ohm, R2 un potenciómetro de 5 kohm y D1 y D2 cualquier diodo pequeño como, por ejemplo, 1N4001.
En cuanto a la corriente de salida, es de 1,5 amperios si se utiliza un disipador adecuado.
Amplificación de la corriente de salida
Como ya comentamos, la corriente de salida de un regulador integrado de este tipo es, en el mejor de los caso, de dos amperes. Este valor puede resultar insuficiente para algunas aplicaciones de potencia.

Caracteristicas del lm317:

El LM-317 es un regulador ajustable de tres terminales capaz de suministrar mas de 1,5 A en un rango de entre 1,2 V hasta 37 V. de uso extramadamente sencillo, solo requiere dos resistencias exteriores para conseguir el valor de salida. De hecho la línea de carga y regulación es mejor que en los reguladores fijos. Además de las mejores características respecto a los reguladores fijos, dispone de protección por limitación de corriente y exceso de temperatura, siendo funcional la protección por sobrecarga incluso si el terminal de regulación está desconectado. Normalmente no necesita condensadores mientras esté a menos de 15 centímetros de los filtros de alimentación. Dado que es un regulador flotante y solo ve la entrada a la salida del voltaje diferencial, se puede utilizar para regular altas tensiones mientras no se supere el diferencial de entrada/salida.

DE LA SERIE 78XX
78xx es la denominación de una familia de reguladores de tensión positiva, de tres terminales, Vi voltaje de entrada, Vo voltaje de salida y la pata central la masa o común, con especificaciones similares y que sólo difieren en la tensión de salida suministrada y en la corriente que es capaz de dar ante una demanda de ello depende las letras que intercala detrás de los dos primeros digitos:
• 78xx (sin letra): 1 amperio
• 78Lxx: 0,1 A
• 78Mxx: 0,5 A
• 78Txx: 3 A
• 78Hxx: 5 A (híbrido)
• 78Pxx: 10 A (híbrido)

• 78S40: Regulador de conmutación

La tensión de salida varía entre 5 y 24 volts dependiendo del modelo y está especificada por los dos últimos dígitos.
Por ejemplo, el 7805 entrega 5V de corriente continua. El encapsulado en el que usualmente se lo utiliza es el TO220, aunque también se lo encuentra en encapsulados pequeños de montaje superficial y en encapsulados grandes y metálicos (TO3).La tensión de alimentación debe ser un poco más de 2 volts superior a la tensión que entrega el regulador y menor a 35 volts. Usualmente soporta corrientes de hasta 1A aunque diversos modelos hay en el mercado. El dispositivo posee como protección un limitador de corriente por cortocircuito, y además, otro limitador por temperatura que puede reducir el nivel de corriente. Estos integrados son fabricados por numerosas compañías, entre las que se encuentran National Semiconductor, Fairchild Semiconductor y STMicroelectronics. La serie de reguladores de tensión positiva 78xx se complementa con la 79xx, que entrega tensiones negativas, en sistemas donde se necesiten tanto tensiones positivas como negativas, ya que la serie 78xx no puede ser usada para regular tensiones negativas.El ejemplar más conocido de esta serie de reguladores es el 7805, que provee 5V, lo que lo hace sumamente útil para alimentar dispositivos TTL.


DESARROLLO PRACTICO:

1)OBJETIVOS:

*Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo practico
*Conocer los principios de regulacion de tension
*Conocer los distintos tipos de dispositivos y sus caracteristicas
*Conocer los modos de conexionado.Medir los limites operativos

2)CONTENIDOS:

Principios de regulacion.Caracteristicas del dispositivo.analisis de parametros de funcionamiento.

3)MATERIALES NECESARIOS:

*CI 78L05
*1 R de 100ohm
*4 R de 150 ohms.

4)ACTIVIDADES:

1)Armar el siguiente circuito:

2)Varia la tension de entrada entre 4 y 10volts y registra para cada valor de tension de salida en una tabla.Dibuja Vo(Vi)

Responde el siguiente cuestionario:

a)¿A partir de que valor de tension de entrada el circuito regula?

*Regula a partir de los 6.6V(drop-out 1.5v)

b)¿Que es la tension Drop-Out?

*Es un valor de tension en el cual la salida ya deja de variar.

c)Esta tension ¿es la misma para todas las fuentes reguladas integradas?

*No,cada una tiene distinto valor de Drop-out.Depende del circuito que se desee.

d)Investiga e informa por lo menos tres fuentes reguladas integradas que mejoren el drop-out del 78L05.Para este punto deberas crear un cuadro comparativo señalando:Tension de drop-out,maxima tension de entrada,costo aproximado y proveedor en el pais.

3)Aumenta gradualmente la carga,utilizando cuatro resistores de 150ohms.Mide la tension de drop-out la tension de salida y la corriente por la carga.Construye una tabla que contendra los valores medidos.Calcula en cada caso las potencias disipadas por el integrado y por la carga agregandolas a la tabla

Potencias en la carga:

P= Vo x Ic


P1= 4.96v*114mA=5.65mW
P2=4.96v*108mA=5.35mW
P3=4.96v*100mA=4.96mW
P4=4.96v*100mA=4.96mW

Potencias disipadas por el CI

P=Vdrop-out x Ic

Pa=2.9v*100mA=290mW
Pb=2.9v*100mA=290mW
Pc=2.8v*100mA=280mW
Pd=2.8v*100mA=280mW


4)Grafica tension de salida en funcion de la carga.

5)En un mismo grafico representa la protencia disipada por el integrado y la disipada por la carga en funcion de la resistencia de carga.

6)Determina y justifica cual deberia ser la tension de entrada al integrado.


Conclusiones:

En esta practica observamos el comportamiento de las fuentes reguladas e integradas, mediante el regulador de tension 7805.
Aprendimos a trabajar con la tension drop-out que es la mínima diferencia de tensión entre la entrada y la salida dentro de la cual el circuito es todavía capaz de regular la salida.

Tambien observamos que el regulador de tension utilizado empieza a conducir los 7v.

T.P.N° 8 Sistemas secuenciales.

Teoria:

En los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno. El sistema secuencial más simple es el biestable, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizado actualmente.

La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de reloj. A éstos se los denomina "síncronos" o "sincrónicos", a diferencia de los "asíncronos" o "asincrónicos" que son aquellos que no son controlados por señales de reloj.

A continuación se indican los principales sistemas secuenciales que pueden encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas programados:

Contador
Registros

En los sistemas secuenciales la salida Z en un determinado instante de
tiempo ti depende de X en ese mismo instante de tiempo ti y en todos
los instantes temporales anteriores. Para ello es necesario que el sistema
disponga de elementos de memoria que le permitan recordar la situación en
que se encuentra (estado).

Tipos de sistemas secuenciales:
Asíncronos: pueden cambiar de estado en cualquier instante de tiempo en función
de cambios en las señales de entrada.
Síncronos: sólo pueden cambiar de estado en determinados instantes de tiempo, es
decir, están “sincronizados” con una señal de reloj (Clk). El sistema sólo hace caso de
las entradas en los instantes de sincronismo.
Tipos de sincronismo:
Sincronismo por nivel (alto o bajo): el sistema hace caso de las entradas mientras
el reloj esté en el nivel activo (alto o bajo).
Sincronismo por flanco (de subida o de bajada): el sistema hace caso de las
entradas y evoluciona justo cuando se produce el flanco activo (de subida o de bajada).

Ejemplo: biestable D con habilitación de entrada activa por nivel alto.

OBJETIVOS DE ESTA PRÁCTICA:

*Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo practico.
*Conocer el funcionamiento de un sistema secuencial.
*Diseñar un contador BCD con controles de cuenta.

MATERIALES NECESARIOS:

*Módulo diseñado en el TP1
*1 CD4013
*1 CD4510
*2 micropulsadores
*Resistores y capacitores varios
*1 CD4511

ACTIVIDADES:

1)Usando la hoja de datos de los CI diseña un contador que cumpla con las siguientes prestaciones:

a)La cuenta debe mostrarse en un display de 7 segmentos.Podrás usar el modulo desarrollado en el TP1.

b)El sistema debera tener un Start-Up-Reset.

Entrada START (S): Cuando se activa o se le proporciona un impulso comienza la cuenta que tiene programada

Entrada UP (U): Cada vez que se activa produce un incremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

Entrada RESET (R): Permite poner a cero el contador cada vez que se activa. Se suele utilizar al principio de la ejecución asignándole los bits de arranque, de modo que quede a cero cada vez que se arranca el sistema.


c)Mediante dos pulsadores(no llaves)deberas controlar la cuenta y su sentido en modo Toggle.

Toggle:
Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo). El biestable T cambia de estado cada vez que la entrada de sincronismo o de reloj se dispara. Si la entrada T está a nivel bajo, el biestable retiene el nivel previo. Puede obtenerse al unir las entradas de control de un biestable, unión que se corresponde a la entrada T.

2)Dibuja el esquematico del diseño.

3)Se verifico el funcionamiento del simulador.


4)

T.P. Nº 7 Comparadores Analógicos

Teoría
Comparadores analogicos a lazo abierto


Si no existe realimentación la salida del A. O. será la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Este factor suele ser del orden de 100.000 (que se considerará infinito en calculos con el componente ideal). Por lo tanto si la diferencia entre las dos tensiones es de 1V la salida debería ser 100.000V. Debido a la limitación que supone no poder entregar más tensión de la que hay en la alimentación, el A. O. estará saturado si se da este caso. Si la tensión más alta es la aplicada a la patilla + la salida será la que corresponde a la alimentación VS+, mientras que si la tensión más alta es la del pin - la salida será la alimentación VS.Un comparador es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar una señal de entrada con un determinado valor, variando su salida según el resultado.Como todo amplificador operacional, un comparador estará alimentado por dos fuentes de corriente contínua (+Vcc, -Vcc). El comparador hace que, si la tensión de entrada en el borne positivo es mayor que la tensión conectada al borne negativo (en el dibujo, V2), la salida será igual a +Vcc. En caso contrario, la salida tendrá una tensión -Vcc.

Funcionamiento del comparador




En este circuito, Conectamos la patilla V+ del A.O. a masa (tierra) para que sirva como tensión de referencia, en este caso 0 V. A la entrada V- del A.O. hemos conectado una fuente de tensión (Vi) variable en el tiempo, en este caso es una tensión sinusoidal.

A la salida (Vo) del A.O. puede haber únicamente dos niveles de tensión.

• Cuando la tensión sinusoidal Vi toma valores positivos, el A.O. se satura a negativo, esto significa que como la tensión es mayor en la entrada V- que en la entrada V+, el A.O. entrega a su salida una tensión negativa.

Comparador digital

Reciben esta denominación los sistemas combinacionales que indican si dos datos de 'N' bits son iguales y en el caso que esto no ocurra cuál de ellos es mayor. En el mercado se encuentran, generalmente, como circuito integrados para datos de 4 u 8 bits y entradas que facilitan la conexión en cascada para trabajar con más bits. En la imagen1, se puede observar el esquema de 4 bits. Posee dos tipos de entradas: las de comparación (A0...A3 y B0...B3) y las de expansión (<,=, y >) para la conexión en cascada. La función que realiza el comparador anterior se puede observar en la tabla de verdad que aparece en la imagen3. Se puede observar que las entradas de expansión sólo afectan a las salidas cuando los datos en las entradas A y B son iguales.En algunos casos es necesario realizar comparaciones entre entradas que tienen un número de bits mayor que el permitido por el integrado, en estos casos se realiza la conexión de varios integrados en cascada. En la figura2 se muestra un comparador de 8 bits

Comparador de 4 bits, CI 7485

Comparador de 8 bits realizado con el CI 7485

Desarrollo de la pràctica:


Materiales necesarios para el armado del circuito:


- 1 circuito integrado LM324
- 2 resistencias de 1K
- 1 LDR
- 1 potenciómetro de 5K- 1 potenciómetro de 1K
- 1 diodo 1N4007
- 1 transistor BC337- 1 relé de 12V
- 1 lamparita

Practica
1) el circuito fue armado correctamente.

2)
Se puede observar que al oscurecer completamente el sensor de luz cambia el estado de la señal de salida, es decir, el led se enciende.


3)
La lampara no llega  encenderse ya que el LDR se ve afectado por la luz que emite esta misma. Podemos decir que no podemos observar un cambio de comportamiento en el sistema.
4)
a)El sistema no es estable.
El sistema no es estable por que en el circuito solo contamos con una sola tension de referencia y esto ayuda que el circuito tenga un nuevo factor que es el de sensibilidad, esto contribuye a la inestabilidad.


b)La inestabilidad del circuito es periodica.


c)No, no lo utilizaria para hacer un control de luz crepuscular.


5)
El circuito fue modificado.

6)Se oscurecio el sensor y se vario la tension de referencia.
Grafico de la curva de histeresis.

7)
Se repetiron los puntos 3 y 4 del trabajo practico.




Conclusiones:
En este trabajo pudimos observar el comportamiento de un un circuito o un sistema llamado comparadores analogicos.
Tambien pudimos aprender el funcionamiento de un nuevo compenente para nosotros, que es el sensor de luz.
En base a esto armamos un pequeño circuito de detector de luz.Observamos su funcionamiento, sus garantias y sus contras como la mencionada en el punto 4 b) de la parte practica de este trabajo. Vimos el comportamiento y de que manera lo podiamos corregir.
Tambien trabajamos con los problemas que nos podian surgir en este circuito con estos mismos componentes.

T.P. Nº 6 Restador

Teorìa:

Un restador es un dispositivo lógico que recibe dos números a la entrada, A y B, y a la salida nos da su diferencia, admitiendo una posible llevada de una operación anterior y proporcionándonos un na nueva.

El amplificador operacional restador básico puede considerarse que está formado por un amplificador operacional inversor y por otro amplificador operacional no inversor.

Para resistencias independientes R₁,R₂,R₃,R₄:

 El lm741 le otorga al circuito alta ganancia y el amplio rango de voltaje de operación proporcionan unas excelentes características aprovechadas para amplificadores en general. Además posee la capacidad de anular el voltaje de off-set. 
Es un amplificador operacional monolítico de altas características. Se ha diseñado para una alta gama de aplicaciones analógicas.
        Un alto rango de voltaje en modo común y ausencia de lacthup tienden a hacer el LM741 ideal para usarlo como un seguidor de tensión.
        La alta ganancia y el amplio rango de voltaje de operación proporcionan unas excelentes características aprovechadas para amplificadores en general.

Pràctica :
1)

 

Si Vref = 1V

2) Se verifico el funcionamiento del circuito con los valores calculados.

3)Se observo el funcionamiento del circuito para Vc=1v ajustando R3  para Vo = 0v y esta situacion simulauna temperatura de 30ºC.

Idem del punto anterior con Vc=3v variando Rf para Vo=5v esto simula una temperatura de 40ºC.

			Vo
Vc	1,1 v	1,03 v	100mV
Vref	1,1 v	3,1 v	5,02 v

4) Vo (Vc)

 

Conclusiones:

Por medio de esta pràctica aprendimos que podemos simular un transductor de manera sencilla,y que adaptando los valores de ciertos componentes tambien variamos la temperatura del circuito.

Esta aplicacion es muy utilizada en conversion analogica-digital. 

Vo (tensión de salida) depende de la Vc fue otras de las operaciones observadas ademas de la linealizacion de la señal de temperatura del circuito.
Tambien observamos el funcionamiento del CI  lm 741 en la configuracion de restador.

T.P. Nº 5 Amplificadores Operacionales

Teoría:

Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O. u op-amp), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):

Vout = G·(V+ − V−).

El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero.

Los terminales son:

V+: entrada no inversora

V-: entrada inversora

VOUT: salida

VS+: alimentación positiva

VS-: alimentación negativa

Los terminales de alimentación pueden recibir diferentes nombres, por ejemplos en los A.O. basados en FET VDD y VSS respectivamente. Para los basados en BJT son VCC y VEE.

Normalmente los pines de alimentación son omitidos en los diagramas eléctricos por claridad.

Comparador:

Esta es una aplicación sin la retroalimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos.

Seguidor:

Es aquel circuito que proporciona a la salida la misma tensión que a la entrada.

Se usa como un buffer, para eliminar efectos de carga o para adaptar impedancias (conectar un dispositivo con gran impedancia a otro con baja impedancia y viceversa)

Como la tensión en las dos patillas de entradas es igual: Vout = Vin

Zin = ∞

Presenta la ventaja de que la impedancia de entrada es elevadísima, la de salida prácticamente nula, y puede ser útil, por ejemplo, para poder leer la tensión de un sensor con una intensidad muy pequeña que no afecte apenas a la medición. De hecho, es un circuito muy recomendado para realizar medidas de tensión lo más exactas posibles, pues al medir la tensión del sensor, la corriente pasa tanto por el sensor como por el voltímetro y la tensión a la entrada del voltímetro dependerá de la relación entre la resistencia del voltímetro y la resistencia del resto del conjunto formado por sensor, cableado y conexiones.

Por ejemplo, si la resistencia interna del voltímetro es Re (entrada del amplificador), la resistencia de la línea de cableado es Rl y la resistencia interna del sensor es Rg, entonces la relación entre la tensión medida por el voltímetro (Ve) y la tensión generada por el sensor (Vg) será la correspondiente a este divisor de tensión:

Por ello, si la resistencia de entrada del amplificador es mucho mayor que la del resto del conjunto, la tensión a la entrada del amplificador será prácticamente la misma que la generada por el sensor y se podrá despreciar la caída de tensión en el sensor y el cableado.

Además, cuanto mayor sea la intensidad que circula por el sensor, mayor será el calentamiento del sensor y del resto del circuito por efecto Joule, lo cual puede afectar a la relación entre la tensión generada por el sensor y la magnitud medida.

Inversor:

Se denomina inversor ya que la señal de salida es igual a la señal de entrada (en forma) pero con la fase invertida 180 grados.

Por lo cual podemos controlar la impedancia de entrada mediante la elección de Rin.

Esta configuración es una de las más importantes, porque gracias a esta configuración, se puede elaborar otras configuraciones, como la configuración del derivador, integrador, sumador. En sistemas microelectrónicos se puede utilizar como buffer, poniendo 2 en cascada.

No Inversor :

Como observamos, el voltaje de entrada, ingresa por el pin positivo, pero como conocemos que la ganancia del amplificador operacional es muy grande, el voltaje en el pin positivo es igual al voltaje en el pin negativo, conociendo el voltaje en el pin negativo podemos calcular, la relación que existe entre el voltaje de salida con el voltaje de entrada haciendo uso de un pequeño divisor de tensión.


Práctica:
1) Circuito armado de forma correcta.

2)

3)

4)Ayuda a disminuir la tensión, pero no la anula.

5)Para anular el offset calculamos el valor de la resistencia.Pero a la salida siguio habiendo tension cercana a 0 en la escala de los mV de modo a que no pudimos anular el offset.

Al colocar esta resistencia no afectamos la ganancia del circuito ya que es una correccion para el offset y depende de la R de arealimentacion.

6)

Se verifico el correcto funcionamiento.La fase de señal de entrada es opuesta a la salida.
150K = 15                   800K  = 16  

10K                              50mV

La ganancia se mantiene constante aunque calibremos la F en 1Khz.
7)No existe variación reemplazando el Lm 741 por el TL 081.
8)Cuando variamos la frecuencia de entrada, hasta llegar al valor aproximado de los 100KHz, observamos que la ganancia disminuye significativamente, hasta llegar a 0.70 con 1MHz.

9)La resistencia interna del cuadripolo es equivalente a 8KΩ aproximadamente.
10)El circuito tiene una tension de entrada de aproximadamente 0.5v.

11)

Vo = 20,2Vpp

     Vi = 968mV

     G = 20.868

     GdB = 26.89dB

12)

Conclusiones del T.P. :

En esta practica podemos observar el comportamiento del CI  LM 741 que trabaja exactamente igual que el TL 081 para esta practica.
Para frecuencias bajas el uso del CI lm 741 es de mucha eficiencia,son amplificadores operacionales de propósito general y se lo suele utilizar mas que el TL 081 ya que este responde a mejor a frecuencias donde el 741 no es tan eficiente este seria un punto notable de distincion que en la practica del amplificador operacional real no podemos observar ya que lo trabajamos en frecuencias donde los dos operen con buen funcionamiento y no haya variaciones entre ambos integrados.

Tambien trabajamos con una tension llamada particularmente como offsset producida por distintas diferencias entre los componentes internos del amplificador.
Tambien observamos que la ganacia no depende solo de la resistencia en la realimentacion y en el terminal del A.O. sino que esta misma varia con la frecuencia de entrada.
 

T.P. Nº 4 Monoestables

Teoría:

El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho período, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aquí su nombre) y un estado casi estable.

En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador.

Descripción de las terminales del Temporizador 555

Pines del 555.

    * GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.

    * Disparo (normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.

    * Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 4).

    * Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

    * Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla de control de voltaje puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuración monoestable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01μF para evitar las interferencias.

    * Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo.

    * Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

    * V+ (normalmente la 8): También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.

Práctica:
1) T = 5seg y C = 100 uF
Ra = 44.7 kOhm.
Valor Comercial a utilizar = 47 kOhm.

2)Se verifico su correcto funcionamiento.



3)

4)Circuito Esquemático del sistema monoestable:

Conclusiones:
En esta práctica podemos observar el funcionamiento del circuito integrado lm 555 como un sistema monoestable.
En principio podemos apreciar su funcionamiento como circuito temporizador y podemos observar sus distintas estabilidad de sus parámetros.
El tiempo de retardo del circuito es de aproximadamente 5seg. y este no depende de cuanto tiempo mantengamos apretado el pulsador ya que el tiempo de retardo lo va a imponer el circuito monoestable es decir no va a variar de los 5 seg.

                                                                                      

T. P. Nº 3 Astables

Teoría:
C. I. LM555:

Características

•   Reemplazo directo para SE555/NE555

•   El tiempo de microsegundos a través de horas

•   Funciona tanto en modo astable y monoestable

•   Ajustable ciclo de trabajo

•   La salida puede fuente o sumidero de 200 mA

•   La producción y el suministro compatibles TTL

•   Estabilidad de temperatura mejor que el 0,005% por ° C

•   Normalmente en general y de salida

•   Disponible en paquete de 8 pines MSOP

 Descripción

 El LM555 es un dispositivo altamente estable para generar retrasos precisa tiempo u oscilación.  Terminales adicionales se proporcionan para activar o reajuste si lo desea.  En el modo de retraso de tiempo de operación, el tiempo es, precisamente, controlado por una resistencia externa y el condensador.  Para la operación astable como oscilador, la frecuencia de funcionamiento libre y ciclo de trabajo son controlados con precisión con dos resistencias externas y un condensador.  El circuito puede ser activado y puesto de las formas de onda de la caída, y el circuito de salida de la fuente puede o hundirse hasta 200mA o unidad de circuitos TTL.

 Aplicaciones

•   Precisión de tiempo

•   Generación de pulsos

•   Sincronización secuencial

•   Tiempo de generación de retraso

•   Modulación de anchura de pulso

•   Modulación de posición
•   Generador de rampa lineal.

C.I. LM555

Práctica:

1)-

Cálculo de Ra

Cálculo de Rb

2)Se verifico su correcto funcionamiento

3)Frecuencia de oscilacion: 1. 044 khz
4)Ciclo de trabajo 43%
5)Hay dieferencia pero no se pudo alcanzar a apreciar el valor.
6)

7)1Hz: Ra = 2,7KΩ
            Rb = 5,6KΩ
            C = 100μF
     10Hz: Ra = 2,7KΩ

               Rb = 5,6KΩ

               C = 10μF

     100Hz: Ra = 2,7KΩ

                 Rb = 5,6KΩ

                 C = 1μF

     10KHz: Ra = 2,7KΩ

                  Rb = 5,6KΩ

                  C = 0,010μF

8)

9)

El oscilador Meissner

Como hemos visto hay muchos tipos de osciladores y cada uno suele llevar el nombre de quien lo diseñó. Comenzaremos con el oscilador Meissner que está compuesto por un circuito oscilante LC, una etapa amplificadora y una realimentación positiva. Una de las características de este oscilador es que la realimentación se produce por medio de un acoplo inductivo, es decir, entre una bobina auxiliar y la bobina que compone el circuito tanque. En estos osciladores la oscilación desacoplada y amplificada debe ser introducida de nuevo en el circuito oscilante, y para conseguir que la oscilación que entró en un principio al circuito sea reforzada, la oscilación de la realimentación debe estar en fase con ella. Para conseguir este efecto tenemos que cuidar que los arrollamientos del transformador estén correctamente conectados porque, de lo contrario, no conseguiríamos ningún tipo de oscilación. Para que se produzca una frecuencia de oscilación estable hay que tener en cuenta todos los datos del transistor, es decir, cómo actúa frente a las diferentes tensiones, intensidades y con los cambios de temperatura. La etapa amplificadora del oscilador está formada por el transistor que, en esta clase de montajes, se coloca en base común. El circuito oscilante se conecta al colector. Existe otro tipo de oscilador muy parecido al de Meissner que se denomina oscilador de Armstrong.

El oscilador Hartley

La principal característica de estos circuitos osciladores es que no utilizan una bobina auxiliar para la realimentación, sino que aprovechan parte de la bobina del circuito tanque, dividiéndose ésta en dos mitades, L1 y L2. Colocamos dos resistencias para polarizar adecuadamente el transistor. Hay dos formas de alimentar al transistor: en serie y en paralelo. La alimentación serie se produce a través de la bobina, L2, circulando por ella una corriente continua. La alimentación en paralelo se efectúa a través de la resistencia del colector, quedando en este caso perfectamente aislados el componente de continua y el componente de alterna de señal. La reacción del circuito se obtiene a través de la fuerza electromotriz que se induce en la bobina, L1, y que se aplica a la base del transistor a través de un condensador. En estos circuitos la frecuencia de oscilación depende de la capacidad C y de las dos partes de la bobina, L1 y L2, del circuito oscilante. Según donde se coloque la toma intermedia de la bobina se va a producir una amplitud de tensión u otra; pudiendo llegar a conectarse o desconectarse el circuito.

El oscilador Colpitts

Este oscilador es bastante parecido al oscilador de Hartley. La principal diferencia se produce en la forma de compensar las pérdidas que aparecen en el circuito tanque y la realimentación, para lo cual se realiza una derivación de la capacidad total que forma el circuito resonante. Una parte de la corriente del circuito oscilante se aplica a la base del transistor a través de un condensador, aunque también se puede aplicar directamente. La tensión amplificada por el transistor es realimentada hasta el circuito oscilante a través del colector. Como en todos los circuitos que tengan transistores necesitamos conectar resistencias para polarizarlos. La tensión de reacción se obtiene de los extremos de uno de los condensadores conectados a la bobina en paralelo.

El oscilador en puente de Wien

Hasta ahora hemos visto los osciladores tipo LC, vamos a ver ahora un oscilador tipo RC, el denominado oscilador en puente de Wien. Cuando trabajemos en bajas frecuencias no vamos a poder usar los osciladores tipo LC, debido a que el tamaño de la bobina y de la resistencia tendrían que ser demasiado grandes y caros. Para sustituirlos vamos a usar una red desfasadora formada por RC, es decir, resistencias y condensadores, como es el caso del ya mencionado oscilador en puente de Wien. Está constituido por una etapa oscilante, dos etapas amplificadoras, formadas por dos transistores. El circuito está conectado en emisor común y al tener dos etapas en cascada la señal es desfasada 360º y después vuelve a ser realimentada al circuito puente. La señal de salida del segundo transistor se aplica al circuito puente constituido por dos resistencias y también es aplicada a la entrada del puente de Wien, que es el circuito oscilante formado por una resistencia y un condensador. La frecuencia de oscilación viene determinada por los valores de la resistencia y del condensador que forman el puente de Wien. Este tipo de circuitos presenta una gran estabilidad a la frecuencia de resonancia. A parte de ésta tiene como ventajas su fácil construcción, un gran margen de frecuencias en las que trabaja perfectamente y la posibilidad de obtención de una onda sinusoidal pura cuando tienen la suficiente ganancia como para mantener las oscilaciones. Dentro de sus inconvenientes podemos mencionar que se pueden producir pérdidas en las resistencias y una salida variable con la frecuencia de resonancia.

Conclusiones:

En esta práctica podemos apreciar el funcionamiento del integrado lm 555, lo cual nos demostro que lo que estudiamos en lo teoría se cumple en esta práctica, es decir, el comportamiento es de un sistema astable.
Tambien podemos apreciar en esta práctica que cuando empleamos el uso del led en el segundo circuito no podemos notar a simple vista su parpadeo cuando utilizamos una frecuencia muy elevado, en cambio todo lo contrario sucedia al bajar la frecuencia o mejor dicho el parpadeo era más lento y lo podemos apreciar.
Tambien comprobamos que variando los componentes utilizadas en la practica ( resistores, capacitores etc.) podemos alterar la frecuencia de oscilacion.
A valores menores de 5v se puede observar que la frecuencia varia.
El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.