Laboratorio de electronica analoga

LABORATORIO DE ELECTRONICA ANALOGA

CURSO: ELECTRONICA ANALOGA 2

DOCENTE: Humberto Salazar Choque

INTEGRANTES:

LEIVA HUARCAYA DANTE

YANARICO CALAPUJA ENZO

NUÑEZ PATIÑO DAVID

REYNOSO GONZALES DIEGO

UMASI MEDIGURE OSCAR

AREQUIPA - PERÚ

2013

EXPERIMENTO Nª 1

PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito de la Fig.1-1.

2. Calcule el 2% de 𝐼𝑐1,𝑠𝑎𝑡 y anote este valor en la Tabla1

TABLA 1

3. Energice la figura 1.1 con vcc=5V.

R1680

R2680

4.710k

R44.7K

Q12N3904

Q22N3904

C1

100u

R510k

R4(1)

C2

1000u

C2(2)

MEDICIONES

Vbe1 0.6v

Vce1 2.3V

Vbe2 0.6V

Vce2 2.4V

Vrl 0V

1. Mida las tensiones DC en las bases de los transistores, en los emisores y en la

carga 𝑅𝐿.

Vtransitor1 4.06

vtransitor2 2.59

v resistencia 0.08

2. Ponga el generador a una frecuencia de 1KHz y el nivel de señal de salida del

generador a 2Vpp.

Vtransitor1 3.58

vtransitor2 2.6

v resistencia 0.46

3. Observe la señal de salida en los extremos de la resistencia de 100Ω.

¿Qué tipo de distorsión es esta?. Anote aquí el nombre:

Distorsión Crossover

4. Superponga en el osciloscopio las señales de entrada y salida y observe el

umbral de conducción de los transistores. Medir la amplitud del umbral en la

entrada.

Es de 0.5 aproximadamente

5. Reduzca la señal del generador a cero y conecté el multímetro como

amperímetro (teniendo cuidado de seleccionar la escala más ALTA) en serie

con el colector del transistor superior (NPN).

1. Lentamente incremente Vcc hasta Icq=1 mA. Quite el multímetro y reconecte el

colector superior a la fuente Vcc.

2. Utilice el multímetro para medir Vbe (de uno de los transistores) y anote el valor

en la Tabla 2.

TABLA 2

MEDICIONES

Vbe 0.6V

Vpp 1.5V

Vrms 2.5V

Pcarga 3.9mW

3. Aumente el nivel de la señal del generador hasta el punto en que aparezca un

recorte en la señal de 8 Vpp.

4. Lentamente aumente el nivel de la señal hasta el punto en que aparezca un

recorte en la señal de salida.

5. Anote el voltaje de salida pico a pico en la tabla 2.

6. Usando el multímetro como voltímetro de alterna, mida el valor RMS del voltaje

de salida y anote en la Tabla 2. A continuación, calcule y anote el valor de la

potencia disipada en la carga.

Potencia de Carga 3.9mW

7. Arme el circuito de la figura 1.3 con el generador en cero voltios mida las

tensiones continuas (DC) en las bases y emisoras de los transistores, así como

en la carga 𝑅𝐿.

Anote sus observaciones y complete de la Tabla 3 en base a los valores

medidos.

TABLA 3

MEDICIONES

Vb1 3.3V

Ve1 2.4V

Vb2 1.2V

Ve2 -5V

Vrl 2.2V

1. Mida la corriente de reposo de los transistores. ¿son idénticas? ¿Por qué?

Porque el circuito es simétrico.

2. Repita el paso 5. ¿Se observa distorsión en la señal de salida del circuito?

Fundamente.

Si pero no es muy resaltante como en el caso anterior.

3. Repita los pasos 11, 12 y 14. Complete la Tabla 4 con los valores medidos.

4.710k

R44.7K

Q12N3904

Q22N3904

C1

100u

R510k

R4(1)

C2

1000u

C2(2)

D1DIODE

D2DIODE

Vpp 3.4V

Vrms 2.41V

Pcarga 4.71mV

EXPERIMENTO Nº 2

RESPUESTA EN BAJA FRECUENCIA EC Y BC

PROCEDIMIENTO:

4. Arme el circuito de la Fig.2-1.

5. Determine el punto “ Q ” midiendo las tensiones presentes en el

circuito con respecto a tierra.

IC Q = 4, 82mA.

VC EQ = 5,02v.

6. Determinar la ganancia del amplificador, inyectando una señal

senoidal de 50mVpp, a 1KHz.

AV = 148

7. Determine la impedancia de entrada, colocando el potenciómetro en

serie con el generador. Para ello varíe su resistencia hasta que la

señal en la base se reduzca a la mitad del valor que arroja el

generador en vacío.

a) Mida VIN con SW en 1 (V1):

VIN = V1 = 25mv.

b) Mida VIN con SW en 2, ajustando RP hasta que VIN = V1 / 2.

ZIN circuito = RP + RG = 50 + 2K = 2050

8. Empleando el resultado anterior, determine el hie del transistor utilizado.

Zin = R1//R2//B.re

hie = 252

9. Aumente la amplitud del generador, retirando el potenciómetro,

hasta observar una notoria distorsion en Vo.

Vi máx = 98mv.

V0 máx = 9,8v

10. Retire el condensador Ce y repetir los procedimientos anteriores a fin de obtener:

Zin´ = ( 4.22k + 50 )

Av´ = 9,6v.

11. Determinar la respuesta en frecuencia del amplificador variando la frecuencia del generador y llene la siguiente tabla:

F(Hz) 10 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k Vo(volts) 320 448 496 504 504 504 504 504 504 504

12. Colocando nuevamente el condensador Ce y verificando que en todo momento Vi se mantenga constante, lar la tabla:

F(Hz) 10 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k Vo(volts) 295 428 463 492 493 493 493 493 493 493

13. Utilizando el mismo circuito, variar la configuración a BC ( ver la Fig. 2-2 ). Tener cuidado de colocar una resistencia de 1K en serie para no cargar al generador con la baja impedancia del amplificador en base común.

Medir:

Zin b = 1960

Av b = 9.86

14. Al igual que en emisor común, determinar la respuesta en frecuencia, llenando una tabla similar:

F(Hz) 10 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k Vo(volts) 315 467 494 513 513 513 513 513 513 513

CUESTIONARIO:

1. Haga un análisis completo del amplificador estudiado experimentalmente indicando los resultados teóricos y comentando sobre la estabilidad y criterios de diseño. Efectúe el análisis para cada caso.

Para cada caso de configuración varia la ganancia y también las

impedancias.

Para este tipo de conexión solo es necesario encontrar la combinación

correcta de R-C.

Los capacitares Cs, Cc y Ce estas son los que determinan la

respuesta a baja frecuencia.

Debido a que Cs esta conectado entre la fuente aplicada y el

dispositivo activo la forma general de la configuración RC se establece

según la forma del circuito cuya frecuencia de corte final será.

RCf

2

11

Diseñando y realizando Thevenin:

CsRsZf LS

02

1

Ahora analizamos la influencia del condensador Cc:

RchZ oe //0

CcRLZf LC

02

1

Fl será un 70% del valor determinado por la siguiente ecuación:

RsRi

RiVsmedVi

1/

Analizamos la influencia del condensador CE:

RbZb

VsIb

1 Rb´= Rb//Rs

EE

LECR

f2

1

RbreRR EE //

La ganancia máxima será disponible cuando Re=0 a bajas frecuencias

con el capacitor de desvió Ce en su estado equivalente a circuito

abierto Re aparece en la ecuación de ganancia y esta es una ganancia

maxima.

Conforme la frecuencia aumenta la reactancia del capacitor Ce

disminuye reduciendo la impedancia en paralelo.

El resultado maximo de la ganancia seria Av=-Rc/re

2. Comente acerca del metodo empleado para la medicion de la impedancia de entrada de un amplificador.

Es un procedimiento adecuado y correcto ya que para el proceso

analizado en la primera etapa solo tenemos.

Zi = Ry + Rp

3. Compare los resultados teóricos con los experimentales y justifique las diferencias si las hubieran.

Los valores obtenidos son proximos o casi identicos.

Las diferencias radican en que los datos experimentales varian debido

a que los componetes no son 100% exactos en sus valores

nominales.

A comparación de los valores teoricos que trabajan con datos

exactos.

Pero en conclusión los datos son muy similares solo se diferencian en

decimales.

4. Comente acerca de los valores maximos de V0 y vi y la distorsión observada.

El voltaje de salida Vo esta definido según la siguiente ecuación

XcR

RViV

0

Para Rc

Xc2

1

El voltaje de entrada se define por nuestra aumentación.

Su amplificación se da en casi cien veces pero eso solo es un valor

teórico porque en la realidad solo amplifica hasta un 77% según

ecuaciones de diseño.

5. Justifique el cálculo de los condensadores, utilizando el criterio de los polos dominantes. Determine la frecuencia de corte inferior, Esboce las curvas teóricas.

Condensador Cs:

Por definición tenemos:

RCf l

2

1

CsRsZf

i

LS

2

1

Condensador Cc:

CcRLZf LC

02

1

Condensador Ce:

EE

LECR

f2

1

Respuesta en baja frecuencia para el circuito.

Para ganancia 20db respecto a una década.

6. Grafique la curva de respuesta en frecuencia experimental de las configuraciones estudiadas, indicando los puntos de quiebre y tendencias asintóticas correspondientes.

7. Comente sobre las diferencias entre las configuraciones ensayadas, así como sobre sus ventajas y desventajas.

EC:

Las corrientes de cargas tienen una componente en CC y AC como se

ha puesto en un funcionamiento lineal las componentes de corriente

alterna y continua pueden tratarse separadamente.

BC:

Esta configuración no produce ganancia de corriente.

Produce ganancia de tensión.

No tiene propiedades útiles en bajas frecuencias.

No olvidemos que Cs, Cc, Ce afectaran la respuesta a baja frecuencia.

A nivel de las frecuencias de la Banda media pueden insertarse los

equivalentes de corto circuito para los capacitares.

Indistintamente cada configuración posee un distinto tipo de ganancia

ya sea para voltaje o corriente.

8. Anote en forma concreta sus observaciones y conclusiones sobre el experimento realizado.

Un cambio de frecuencia por un factor de 2 equivalentes a una octava

resulta un cambio de 6db en la relación tal como se observa por el

cambio en ganancia de f1/2 a f1.

Para un cambio de 10:1 en frecuencia equivalente a 1 década hay un

cambio de 20db en la relación como se señala en las frecuencias

f1/10 a f1.

La ganancia máxima está disponible obviamente cuando RE = 0

La ganancia es máxima cuando Av = -Rc/re

La frecuencia de corte más alta determinara en esencia la frecuencia

de corte baja para el sistema completo

Las frecuencias de corte establecias estan diferenciadas y separadas

lo suficiente por cada condensador.

EXPERIMENTO Nº 2

CONFIGURACIÓN EMISOR COMÚN CON CE.

En corriente continua:

IC Q = 5.6 mA VceQ = 5.24 – 0.565 = 4.65 V

Formas de onda de Entrada Vi (A), Salida antes de RL (B) y Salida con

RL Vo (C).

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

A: v1_1 25.00mV

-25.00mV B: q1_3 10.00 V

0.000 V C: r5_2 5.000 V

-5.000 V

Se observa que Vi y Vo están desfasadas 180 grados.

Entrada Vi

Salida con RL (Vo)

0.000ms 0.500ms 1.000ms 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms

25.00mV

15.00mV

5.000mV

-5.000mV

-15.00mV

-25.00mV

A: v1_1

CONFIGURACIÓN EMISOR COMÚN SIN CE.

Salida con RL (Vo)


5.000 V

3.000 V

1.000 V

-1.000 V

-3.000 V

-5.000 V

A: c3_2

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

300.0mV

100.0mV

-100.00mV

-300.0mV

A: c3_2

Measurement Cursors Cursor 2 - Cursor 1 Y: 503.48m

CONFIGURACIÓN BASE COMÚN


IC Q = 5.6 mA VceQ = 5.24 – 0.565 = 4.65 V

Entrada Vi y salida Vo (están en fase):

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

Entrada 25.00mV

-25.00mV Salida 5.000 V

-5.000 V

Salida Vo:

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

5.000 V

3.000 V

1.000 V

-1.000 V

-3.000 V

-5.000 V

A: r5_2

Measurement Cursors Cursor 2 - Cursor 1 Y: 8.2513

9. Comente acerca del método empleado para la medición de la impedancia de entrada de un amplificador.

Al aplicar una diferencia de potencial entre 2 puntos de una red se puede

determinar las impedancias en dos partes, en el caso lo que se busca es

encontrar la impedancia a la que Vi se convierta en V1 / 2 lo que nos

indicará que la impedancia es igual a la del resto de la red circuital.

10. Compare los resultados teóricos con los experimentales y justifique las diferencias si las hubieran.

Emisor común

calculados medidos Av = -222,22mv Av = -165,6mv Zin = 625 Zin = 2050

La diferencia se encuentra en la frecuencia de trabajo del circuito, o al tipo de medición que pudo tener errores sistemáticos. Emisor Seguidor

calculados medidos

Av = 11.39v Av = 9.8v Zin = 1.76k Zin = 2k

En este caso no encontramos muchas diferencias lo cual nos indica que esta configuración es mucho más estable.

Base Común

calculados medidos Av = 222.22mv Av = 171.42mv Zin = 5.2 Zin = 6.23

Las diferencias no son muy grandes pero tienen relativa significancia en

este caso el amplificador es medianamente estable.

11. Comente acerca de los valores máximos de V0 Vi y la distorsión

observada.

Según la curva de polarización de un transistor BJT existe un límite

en el cuál la señal de entrada con respecto a la de salida no

presenta distorsión, al referirme a este término me refiero a la

saturación de las crestas inferiores en la señal de salida lo cual

modifica las lecturas del amplificador. Por lo cual es conveniente que

la señal de entrada sea lo bastante adecuada para que no se

produzca saturación.

12. Grafique la curva de respuesta en frecuencia experimental de las

configuraciones estudiadas, indicando los puntos de quiebre y

tendencias asintóticas correspondientes.

13. Comente sobre las diferencias entre las configuraciones ensayadas, así como sobre sus ventajas y desventajas.

En cuanto a la configuración de emisor común se puede decir que

tiene una gran ganancia en voltaje pero es poco estable con los

cambios de frecuencia por eso se recomiendo analizar los

condensadores además de los criterios de diseño que se pueden usar

para optimizar el trabajo del mismo.

El amplificador emisor seguidor no posee mucha ganancia de tensión

sin embargo es muy estable y eso se comprueba porque nuestros

resultados teóricos se asemejan a l0os prácticos, y parece que este

tipo de configuración posee un ancho de banda un poco reducido esto

debido a su frecuencia de corte del condensador.

El análisis del base común concluye en que al igual que el emisor

común tiene una inestabilidad inherente, su ventaja al igual que el

emisor común es que posee una grana ganancia de tensión su

frecuencia de corte está entre la del emisor común y la del emisor

seguidor lo que implica que es relativamente factible su utilización en

variados proyectos.

14. Anote en forma concreta sus observaciones y conclusiones sobre el experimento realizado.

Observamos que al realizar el siguiente experimento encontramos las

características del transistor como sus tensiones de saturación en las

cuales deja de y transmitir una señal idéntica a la de la entrada por

causa de la saturación del rizo inferior de la onda senoidal medida;

también que son diferentes las operaciones teóricas a las reales.

EXPERIMENTO Nº 3

RESPUESTA EN BAJA FRECUENCIA DEL AMPLIFICADOR EN EMISOR COMÚN,

CON ACOPLAMIENTO R-C

OBJETIVO:

El objetivo de este experimento es estudiar el funcionamiento del amplificador en

configuración Emisor Común con BJT en bajas Frecuencias. Para ello se diseñará

previamente el amplificador seleccionando un punto Q de trabajo, una ganancia de

corriente y una frecuencia de corte determinada a -3dB. Luego se verificará

experimentalmente los resultados.

MATERIAL Y EQUIPO:

- Osciloscopio

- Generador de Audio

- Fuente de alimentación DC

- Multímetro

- 1 transistor BC548 o equivalente

- Resistencias y condensadores según diseño

- Tablero de conexión

- Alicate

PROCEDIMIENTO:

1. Configure su generador como una fuente de corriente de señal. Para ello intercale

entre el generador y la entrada del amplificador una resistencia de 10KΩ.

2. Arme el amplificador diseñado por UD en un tablero de conexión (protoboard).

Fig. 3-2

3. Alimente su circuito y aplíquele la señal de la fuente de corriente, cuidando

que la tensión de salida sobre la carga RL no presente distorsión. Seleccione una

frecuencia correspondiente a la gama de frecuencias medias. Anote sus

observaciones:

EBR

Reemplazando valores:

C

i

XR

RVV

0

cC fRc

X 2

1

CsRiRsfCS

2

1

CsRiRsR

RVV i

2

10

71.50 V

4. Haga un barrido de frecuencia para encontrar la region de frecuencias muy

bajas, Escoja una frecuencia del extremo y, anotando la amplitud de la señal del

generador, tome conocimiento de la amplitud de voltaje de carga RL. Repita esta

medición aumentando la frecuencia del generador de 1 Hz en 1 Hz hasta llegar a

10Hz, de 10Hz en 10Hz hasta llegar a 100Hz, de 100 Hz en 100Hz hasta llegar a 1

KHz y asi sucesivamente. Termine sus lecturas una vez que haya alcanzado la gama

de frecuencias medias.

c

C

i XXR

VV

0

RCf

RCR

Xc

RXcR

Xc

V

V

i 2

1

21

1

1

12

0

2

0

1

1

f

fV

V

i

log20

1

1

2

2

0

ff

V

V

i

5. Construya un grafico de la ganancia de corriente del circuito versus

frecuencia, encontrando la frecuencia de corte en -3dB. Emplee papel semilogaritmico.

1Re1//2

11

CchfehieRbrif

22

12

CcRLRcf

Cef

Re2

13

Cehfe

riRbhib

f

1

//Re//2

14

mAIhfehie

EQ

25

Adoptar:

IEQ = 1…5Ma

21 ff

2103 ff

43 fdbf

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Emita sus conclusiones y recomendaciones y no olvide incluir los cálculos de diseño

de su circuito.

Cálculos de diseño.

Empezaremos con las formulas:

KBRE 2100

200EBR k

EBR >>10Rz = 100K

VKK

VK

RR

VccRVB 4

4010

2010

12

2

mAK

VV

R

VI

E

EE 65.1

2

7.04

RmA

mVre 76.15

65.1

26

9076.15

2.2//4//0

kk

re

RlRc

V

VAv

i

Ze = Re = R1//R2//Bre

= 40K//10k//1.576

=1.32KΩ

RsRi

RiVsVi

569.0132.1

32.1

kk

k

RsRi

Ri

Vs

Vi

21.510 Vs

VAVs

CsRsRf LS

12

1

ufkkf LS

1032.112

1

Hzf LS 86.6

ANOTE SUS OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Para un cambio de 10:1 en frecuencia equivalente a una década hay un cambio de

20db en la relación como se señala entre las frecuencias f1/f10 – f1.

Un cambio en frecuencia por un factor de 2 equivalente a una octava resulto un

cambio de 6 db tal como se observa por el cambio en ganancia de f1/2 – f1.

La ganancia de cualquier frecuencia se puede determinar a partir de la grafica de

frecuencia.

20100 Avdb

V

VAv

i

Se utiliza para configurar el divisor de voltaje pero es aplicable a cualquier BJT.

Si se ignora los efectos de Cs y Ce el voltaje de salida V0 será el 70.7% de su valor de

banda media a fLC.

La ganancia máxima se da cuando Rc = 0.

A frecuencias bajas la disminución de la ganancia se debe a la presencia de las

capacitancias CS, Cc y al desacoplamiento Ce.

Configuración Emisor Común con CE.


ICQ = 5.6 mA

VceQ = 5.24 – 0.565 = 4.65 V

Formas de onda de Entrada Vi (A), Salida antes de RL (B) y Salida con RL Vo (C).

Se observa que Vi y Vo están desfasadas 180 grados.

Entrada Vi

Salida con RL (Vo):

LABORATORIO Nº4

RESPUESTA EN ALTA FRECUENCIA

OBJETIVO:

Estudiar el comportamiento en alta frecuencia de unos amplificadores RC

con BJT y acoplamiento RC. Comprobación del efecto Millar.

MATERIAL Y EQUIPO:

- Osciloscopio de doble canal de 60 MHz

- Generador de Señales

- Fuente de Alimentación DC

- Multimetro digital

- 1 Transistor 2N3904

- 6 resistencias (1/4W): 1K, 5.1K, 7.5K, 10K, 12K, 51K

- 4 Condensadores:22uF / 16V, 6.8uF / 16V, 10uF / 16V,

240pF/25V

- Tablero de Conexión

- Alambres de conexión

- Alicate

PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito de la figura.

2. Llenar tabla 1.

V B V E V BE V C E I C 1.632 V 9.861 mV 646.2 mV 3.028V 0.977 mA

3. Conecte generador de señales y aplique a su circuito una señal de 1 kHz y 25 mV pp

4. Mida la ganancia de voltaje.

Av = Vo / Vi = 29

5. Obtenga la ganancia de corriente :

AI = IL / I1 = 39.2

6. Obtenga la respuesta en frecuencia del circuito.LLlenar la Tabla II sin el

condensador Cr y manteniendo la entrada en 25mV pico para todo el

rango de frecuencias.

Fr

.

10 20

0

50

0

1k 5k 100

k

500

k

1M 2M 3M 4M 5M 30

M

Av 1.

7

2.1 2.4 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8

Ai 89 95 11

2

11

9

11

9

119 119 11

9

11

9

11

9

11

9

11

9

119

7. Conecte un condensador Cr = 240pF entre la base y el conector del transistor (ver Fig. 4-1).

8. Repita el paso 6 y llene la Tabla III.

Fr

.

10 20

0

50

0

1k 5k 100

k

500

k

1M 2M 3M 4M 5M 30

M

Av 1.

7

2.0 2.5 2.8 3.8 2.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8

Ai 18 19

2

23

0

24

5

24

6

246 246 24

6

24

6

24

6

24

6

24

6

246

CUESTIONARIO

1. Grafique en papel semilogaritmico las respuestas obtenidas en los

pasos 6 y 8.

2. Calcule la ganancia teorica de voltaje a frecuencias medias sin e

condensador Cr. Haga lo propio con la ganancia de corriente. Adopte

el valor tipico de hfe del transistor 2N3904.

iV

VAv 0

iI

IAI 0

rbRcibV //0

re

VIb i

reRRcro

roRAI

`

´

0//0 rRcre

ViV

re

rRc

V

V

i

0//0

3. Calcule la frecuencia de corte superior fh del circuito sin el condensador Cr. Adopte Cb’e = gm / ωT t Cb’c = valor tipico.

12

1

CRf

TH

H

C1 = CW + Cbe + Cm

Cm = (1-Av)Cf

02

1

CRf

TH

H

CfAvRf

TH

H

12

1

KHzf 24.788

4. Resuelva la pregunta anterior pero con el condensador Cr en el circuito.

112

1

CRf

TH

RiRRRsRTH //2//1//1

Ci = CW + Cbe + Cmi

Ci = CW + Cbe + (1-Av)Cbe

02

02

1

CRf

TH

H

MHzf H 6.80

5. Calcule la frecuencia de corte inferior L del circuito y las demás frecuencias de quiebre para ambos casos.

hfemedfBfT

medfBfT

med

ff T

BCBE

TCCmedre

medf

2

1

BCBE

TCCre

f

2

1

MHzfT 252

6. Compare los Resultados Teóricos con los Experimentales.

Los resultados obtenidos son bastante similares entre los teóricos y

los obtenidos prácticamente en laboratorio, todo esto debido a que

los componentes no son exactamente los valores que nos pide el

circuito diseñado. Los resultados obtenidos son muy similares debido

a que los componentes difieren muy poco en su magnitud.

Estos cambios de valores en los dispositivos puede deberse a que la

procedencia de los distintos dispositivos es diferente, a la fabricación

de los mismos, etc

Esto se debe a que los componentes tienen diversas marcas. Y

también respecto al ambiente de trabajo

Otro factor de error puede deberse que en estas mediciones influya el

ambiente de trabajo, pudiendo este crear zonas de estática o campos

magnéticos los cuales pueden influir en el comportamiento y

mediciones de nuestros circuitos.

7. Conclusiones y Observaciones.

•Cuando se incrementa la frecuencia de nuestra señal se puede ver u

observar que la ganancia disminuye y se produce un desfase esto se

debe a las capacidades parasitas y propias de los amplificadores

usados.

•Los capacitares de acoplo y desacoplo se consideran como corto

circuito y aparecen las capacidades Cbc, Cbe, Cce que aparecen en

altas frecuencias.

•Entra a tallar el teorema de millar el cual se utiliza para simplificar

resultados.

Obsevaciones:

EXPERIMENTO Nº 5

EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

OBJETIVO:

Estudiar y aplicar las característica de los amplificadores operacionales integrados en circuitos

basicos.

MATERIAL Y EQUIPO:

- Osciloscopio - Generador de audio - Fuente de alimentación doble - Multimetro - 1 Opamp 741 - 4 resistencias: 1KΩ, 2 x 10KΩ, 100KΩ - 2 condensadores: 0.01uF, 0.02uF - 1 Potenciometro de 10K - 1 diodo 1N4148 - Tablero de conexión - Alicate de punta

PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito de la Figura. 5-1

Fig, 5-1

2. Varie el potenciometro hasta que la salida sea cero con Vi = 0. Variar luego todo el potenciometro y encontrar los valores extremos de Vo cuando el cursos varia en todo su rango.

Vomax = 9.8 V

Vomin = 0.1 V

( el potenciometro proporciona la corriente OFFSET-NULL)

Retorne el cursor a la posición que permite que Vo = 0.

3. Teniendo cuidado de conectar en forma correcta las fuentes DC (haga verificar por el profesor) y con Vi = 0, mida las tensiones en todos los terminales del operacional:

Terminales del Operacional

1 2 3 4 5 6 7 8

12 12 12 12 10.90 10.90 12 12

4. Aplique como Vi una señal senoidal de 1KHz de 1Vpp y boserve la salida, a fin de determinar la ganancia del amplificador.

Vi = 1 Vpp

Vo = 10 V

Av = 0

5. Retire momentáneamente la resistencia de 100KΩ0 y observe Vo. Para asegurarse de su conclusión, varie la frecuencia y amplitud de Vi para observarel efecto. Coloque nuevamente la resistencia.

Vo = 9.89 V

6. Varie la frecuencia del generador manteniendo Vi constante a fin de determinar la respuesta de frecuencia del amplificador. Observe la distorsion producida por el fenómeno del “slew-rate”.

F(Hz) 50 100 500 1K 5K 10K 50K 100K 200K 500K

Vo 10V 10V 10V 10V 10V 10V 10V 10V 10V 10V

7. CIRCUITO SUMADOR INVERSOR: Adicione el circuito mostrado en la Fig 5-2, para poder sumar una continua a la señal Vi.

Fig. 5-2

8. Varie el potenciometro y observe el desplazamiento de la salida, anotando Vi, Ve y Vo con el componente DC. Anote los valores extremos de Ve que ocasionan un recorte en Vo.

Vi = 0.5 Vpp

VR = 6 V

Vo = 2.5 Vpp

Dibuje las formas de onda observadas.

9. Arme el circuito de la Fig. 5-3, que es un COMPARADOR y observe la señal de salida, variando el potenciometro a fin de cambiar el nivel de la tension de referencia. Dibuje un caso anotando los valores en las entradas y salidas.

Fig. 5-3

10. Coloque un diodo según indica las lineas punteadas y anotar el efecto que este procude en la salida.

11. Arme los circuitos de las figuras 5-4 y 5-5, que consisten en un INTEGRADOS y DERIVADOR respectivamente, dibujando las señales de salida.

Fig. 5-4

Fig. 5-5

CUESTIONARIO:

1. Describa brevemente el circuito interno de un amplificador operacional, explicando el principio de funcionamiento.

Inversión:

Sin Inversión:

Los conocidos OPAMPS interiormente están compuestos por tres bloques, el primero que es

un amplificador diferencial que amplifica y opera con referencia a las dos entradas del cual va

a un amplificador de voltaje y a unos de corriente, esto para obtener las amplificaciones

necesarias para un circuito de amplificación con capacidades de operación.

Amplificador Lineal de

Alta Ganancia

Amplificador

de Salida

Circuito desplazador

de Nivel

Amplificador

Diferencial

V0

V1

V2

2. Para cada una de las aplicaciones basicas siguientes, dibujar el circuito indicando como funcionan y los resultados experimentales obtenidos:

CORRECTOR DE OFFSET.

Con una relación de ganancia A = 1

iV

VAv 0

2

1

R

R

La relación de P a ganancia seria:

AV = 1.1

AMPLIFICADOR INVERSOR.

Para el circuito tenemos el siguiente resultado ΔV = -10

1

2

R

R

Vi

VoV

AMPLIFICADOR SUMADOR INVERSOR.

Para este amplificador los resultados nos dan:

Vi = 500 mV

Vo = 10V

Av = 20

DETECTOR DE NIVEL (EL COMPARADOR):

Tenemos los siguientes resultados:

Vi = 0.5V

Vo = 12.25 V

Av = 24.5

LIMITADOR:

Este amplificador operacional tambien es conocido como logaritmico.

Produce una salida de alto nivel constante.

El diodo que utiliza es un tener y este es el que realimenta.

INTEGRADOR:

DIFERENCIADOR:

Vi = 1 mV

Vo = 50 mV

Av = 50 mV

Av = 0.05V

3. Haga mencion de otras aplicaciones de los OPAMPs:

Se pueden utilizar tambien para filtros activos, mediante los modelos de Butterworth o

Chebychev, etc

Se utiliza en filtros CHE activos.

Se utilizan tambien en filtros pasivos

En circuitos resonantes o vibradores.

En rectificadores de media onda.

En circuitos recortadores.

En rectificadores de ondacompleta.

En circuitos fijadores de nivel.

4. Mencione y de ejemplos de las diferentes clases de amplificadores operacionales y las aplicaciones especificas, según sus características especiales.

1.- Generadores de barrido con auto evaluación.

Se utilizan para generar una rampa lineal de tensión, la salida e sta conectada

directamente a la entrada inversora

2.- multiplicador Analógico:

Se utiliza para la integración de raíces cuadradas.

5. Dibuje la curva de respuesta en frecuencia en lazo abierto del OPAMP y explique las tendencias y puntos importantes. En el caso del amplificador inversor, grafique la

respuesta en frecuencia teorica de lazo cerrado conjuntamente con la experimental, comparamndo ambas con la respuesta de lazo cerrado.

6. Extraiga de los manuales la información de los sgts. Terminos usados en los amplificadores operacionales: OFFSET VOLTAGE DRIFT, RISE TIME, BAND WIDTH, DIFERENCIAL INPUR, SLEW RATE, OVER SHOOT, CMRR, T.H.D, INPUT BIAS CURRENT, etc.

1. Tensión Offset de entrada, Es la tensión diferencial V que debe ser aplicada para hacer que la tension de salida sea cero.

2. Corriente Offset de entrada, Es la diferencia entre las corrientes de la entrada V 1 y V2 cuando se hace que la salida sea 0 mediante la inserción de una tension offset.

3. Corriente de polarizacion de entrada, Es el valor medio de las dos corrientes de entrada que son necesarias para que el transistor de entrada funcione correctamente.

4. Coeficiente de la temperatura de la tension offset de entrada o deriva termica.

5. Ganancia de tension para gran señal, Es la relacion entre la señal tension de entrada cuando la tension de salida tiene varios valores.

6. Relacion de rechazo de modo comun, Es la relación de ganancia de modo diferencial y la ganancia de modo comun.

7. Relacion de rechazo de la tension de alimentación, La falta de perfecta simetría en el circuito significa que la tension de salida varia con la tension de alimentación.

8. Compensación en frecuencia, Las limitaciones de frecuencia son debidas en el operacional a los anchos de banda finitos en los transistores tambien a las capacidades parasitas que estan presentes en todo circuito.

9. Ancho de banda de ganancia unidad, Es el margen de frecuencias desde la corriente continua hasta la frecuencia en que la ganancia del amplificador disminuye.

10. Slew Rate (Velocidad de cambio), y del establecimiento.

7. Anote sus observaciones y conclusiones del experimento.

Mayormente los OPAMPs se utilizan para obtener ganancias a partir de sus entradas inversora

o inversora. Es decir para una amplificación simple que puede tener gran ganancia.

El punto fuerte de los OPAMPs es la gran variación de configuraciones que podemos darle con

las cuales podemos conseguir diferentes tipos de operaciones que seran aplicadas a sus

entradas y consiguiendo una respuesta en su salida.

CORRECTOR DE OFFSET:

Con 0V de entrada, hay 9.880V en la salida:

+

U1UA741

+V

V3

-12V

+V

V212V

1kHz

V10/0V

R2100k

R110k


10.10 V

10.00 V

9.900 V

9.800 V

9.700 V

A: r2_1

Con entrada de 1 Vpp y f = 100Hz:

Con entrada de 1 Vpp y f = 1kHz:

Con f = 10KHz:


12.50 V

7.500 V

2.500 V

-2.500 V

-7.500 V

-12.50 V

A: r2_1

B: v1_1


12.50 V

7.500 V

2.500 V

-2.500 V

-7.500 V

-12.50 V

A: v1_1

B: r2_1

Con f = 50KHz:

Con f = 200KHz:

0.000us 100.0us 200.0us 300.0us 400.0us 500.0us

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

-5.000 V

-7.500 V

-10.00 V

A: v1_1

B: r2_1

0.000us 10.00us 20.00us 30.00us 40.00us 50.00us 60.00us 70.00us 80.00us 90.00us 100.0us

12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: v1_1

B: r2_1


12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: v1_1

B: r2_1

Con f = 500KHz:

SUMADOR INVERSOR

A = Entrada, B = Vport, C = Salida con el potenciómetro al 1%:


12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: v1_1

B: r2_1

+V

V512V

+V

V4

-12V

R410k 99%

+

U1UA741

+V

V3

-12V

+V

V212V

1kHz

V1-500m/500mV R1

10k

R310k

R2100k

A

B

C



12.50 V

7.500 V

2.500 V

-2.500 V

-7.500 V

-12.50 V

A: v1_1

B: r3_2

C: r2_1


A: v1_1 500.0mV

-500.0mV

B: r3_2 -11.692 V

-11.697 V

C: r2_1 10.0055 V

10.0051 V


12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

-5.000 V

-7.500 V

A: v1_1

B: r3_2

C: r2_1

Salida con 25% del potenciómetro:



0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

10.0054 V

10.0053 V

10.0052 V

10.0051 V

10.0050 V

A: r2_1

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

10.0054 V

10.0053 V

10.0052 V

10.0051 V

10.0050 V

A: r2_1




12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: v1_1

B: r2_1

C: r3_2

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

10.0053 V

10.0052 V

10.0051 V

10.0050 V

10.0049 V

A: r2_1



0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

11.00 V

10.00 V

9.000 V

8.000 V

7.000 V

6.000 V

5.000 V

A: r2_1

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

5.000 V

3.000 V

1.000 V

-1.000 V

-3.000 V

-5.000 V

A: r2_1



0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

-4.000 V

-5.000 V

-6.000 V

-7.000 V

-8.000 V

-9.000 V

-10.00 V

A: r2_1


2.500 V

0.000 V

-2.500 V

-5.000 V

-7.500 V

-10.00 V

-12.50 V

A: v1_1

B: r2_1

C: r3_2

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

-10.0050 V

-10.0051 V

-10.0052 V

-10.0053 V

-10.0054 V

A: r2_1




0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

-10.0052 V

-10.0053 V

-10.0054 V

-10.0055 V

-10.0056 V

A: r2_1

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

-5.000 V

-7.500 V

-10.00 V

A: v1_1

B: r2_1

C: r3_2


A = Entrada, B = Vport, C = Salida con el potenciómetro al99%:

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

-10.0054 V

-10.0055 V

-10.0056 V

-10.0057 V

-10.0058 V

-10.0059 V

-10.0060 V

-10.0061 V

-10.0062 V

A: r2_1

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

-10.00550 V

-10.00575 V

-10.00600 V

-10.00625 V

-10.00650 V

-10.00675 V

-10.00700 V

A: r2_1



12.50 V

7.500 V

2.500 V

-2.500 V

-7.500 V

-12.50 V

A: v1_1

B: r2_1

C: r3_2

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

-10.0056 V

-10.0057 V

-10.0058 V

-10.0059 V

-10.0060 V

A: r2_1

COMPARADOR

Vpot, entrada y salida con 1% del potenciómetro:

Vpot y salida con 15% del potenciómetro:

D1DIODE

+V

V512V

+V

V4-12V

R410k 1%

+

U1UA741

+V

V3

-12V

+V

V212V

1kHz

V1-500m/500mV R1

10k

R210k

A

B

C


12.50 V

7.500 V

2.500 V

-2.500 V

-7.500 V

-12.50 V

A: v1_1

B: r2_1

C: u1_6




10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

-5.000 V

-7.500 V

-10.00 V

A: r2_1

B: u1_6


6.000 V

5.000 V

4.000 V

3.000 V

2.000 V

1.000 V

0.000 V

-1.000 V

-2.000 V

A: u1_6

B: r2_1




6.000 V

5.000 V

4.000 V

3.000 V

2.000 V

1.000 V

0.000 V

-1.000 V

-2.000 V

A: u1_6

B: r2_1


9.000 V

7.000 V

5.000 V

3.000 V

1.000 V

-1.000 V

A: u1_6

B: r2_1




10.00 V

8.000 V

6.000 V

4.000 V

2.000 V

0.000 V

-2.000 V

A: u1_6

B: r2_1


10.00 V

8.000 V

6.000 V

4.000 V

2.000 V

0.000 V

-2.000 V

A: u1_6

B: r2_1


12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: u1_6

B: r2_1


INTEGRADOR

Entrada y Salida:


12.50 V

10.00 V

7.500 V

5.000 V

2.500 V

0.000 V

-2.500 V

A: u1_6

B: r2_1

+VV3

-12V

+V

V212V

+

U1UA741

10kHz

V10/1V

C10.02uF

R2100k

R110k

AB

Salida:

DERIVADOR

Entrada y Salida:


A: v1_1 1.000 V

0.000 V

B: r2_2 30.00mV

-20.00mV


30.00mV

20.00mV

10.00mV

0.000mV

-10.000mV

-20.00mV

A: r2_2

+VV3

-12V

+V

V212V

+

U1UA741

1000 Hz

V10/1V C1

0.01uF

R210k

R11k

AB

Salida:


A: r2_2 100.0mV

-300.0mV

B: r1[i] 125.0uA

-25.00uA


100.00mV

50.00mV

0.000mV

-50.00mV

-100.0mV

-150.0mV

-200.0mV

-250.0mV

-300.0mV

A: r2_2

LABORATORIO Nº6

FILTRO ACTIVO DE RECHAZA BANDA

OBJETIVO:

Analizar las características de un filtro activo de rechaza banda ( notch-

filter ) de q ajustable y frecuencia central de Hz

MATERIAL Y EQUIPO:

Osciloscopio

Generador de Audio

Fuente de Alimentación DC

Multimetro Digital

2 OPAMP 741 o TL071

3 Condensadores: 2x 0.22 uF, 0.74 uF

4 Resistencias (1 4⁄ 𝑊): 12KΩ

Un potenciómetro de 10KΩ

Tablero de conexión

Alicate

INFORMACION PREVIA La lectura digital de magnitudes eléctricas como voltaje, corriente, resistencia, etc., está relacionada con el procedimiento electrónico de las señales provenientes de un ADC. La señal entrante al convertirse debe ser filtrada para eliminar frecuencias espúreas. El zumbido proveniente de la línea de 60 Hz es un ejemplo de señal parásita.

En el presente experimento se estudiaran las características de un filtro de rechaza de banda calculado para una frecuencia central de 60Hz. PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito de la figura.

2. Enegice el circuito empleando la fuente bipolar y ajustando a susu

salidas a +12V y -12V. tenga cuidado con la polaridad de estas al

conectarlas al circuito, pues podrían destruir al amplificador

profesional.

3. Lleve el cursor del potenciómetro de su circuito hacia el extremo de

la tierra.

4. Conecte el generador de audio a la entrada del circuito y ajuste la

salida de aquel para 1v pico de onda sinusoidal de 1KHz.

5. Haga un barrido de frecuencia desde DC (0Hz) hasta 10KHz. Observe

la salida del circuito y anote la frecuencia a la que obtiene la mínima

amplitud.

Frecuencia central de rechazo. 90Hz

6. Tome las lecturas de salida en un rango de ±20Hz alrededor de la

frecuencia hallada en el paso 5. Mantenga en todo instante la

amplitud del generador en un voltio.

∆ -20 -15 -10 -5 0 +5 +10 +15 +20

F 20 15 10 5 0 5 10 15 20

Vo 18 19.5 16 15.9 0 -15.9 16 19.5 18

7. Tome las lecturas cada 10Hz. Hasta llegar a 100Hz. Luego cada

100Hz hasta llegar a 1KHz hasta llegar a 10KHz. Igualmente desde la

frecuencia de rechazo central disminuya 10Hz por vez hasta llegar a

la frecuencia cero (DC). Lide igualmente la salida del circuito.

8. Plotee en papel semilogaritmico la ganancia del circuito en función de

la frecuencia. En la escala lineal del papel marque la ganancia de

dB=20logA, done:

𝐴 =𝐴𝑚𝑝𝑙𝑜𝑡𝑢𝑑 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎

𝐴𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

9. Desconecte el generador y desenergice el circuito.

10.A continuación ajuste el valor de la resistencia del potenciómetro

para una lectura de 2.5KΩ entre el cursor y la tierra (𝐾 = 14⁄ ).

11.Energice el circuito y conecte el generador, siempre ajuste para una

amplitud de 1v pico.

12.Repita los pasoso 5 al 9 para valores de resistencia de potenciómetro

de 5KΩ, 7.5KΩ y 9KΩ (𝐾 = 12⁄ , 1

4⁄ 𝑦 910⁄ respectivamente) y con una

amplitud de señal de generador de 1V pico.

Entrada 1 Vpp, salida Vo = 965 mVpp.

0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms

Entrada 500.0mV

-500.0mV Salida

750.0mV

-750.0mV

Ganancia A en decibeles con k en tierra:

1.000 Hz 10.00 Hz 100.0 Hz 1.000kHz 10.00kHz

5.000 dB

-5.000 dB

-15.00 dB

-25.00 dB

-35.00 dB

-45.00 dB

Measurement Cursors 1 vo X: 13.962 Y: -3.0156 2 vo X: 252.51 Y: -2.9997 Cursor 2 - Cursor 1 X: 238.55 Y: 15.875m

Ganancia A en decibeles con k = 1/4:

1.000 Hz 10.00 Hz 100.0 Hz 1.000kHz 10.00kHz

0.000 dB

-10.00 dB

-20.00 dB

-30.00 dB

-40.00 dB

Measurement Cursors 1 vo X: 18.018 Y: -3.0567 2 vo X: 194.94 Y: -3.0602 Cursor 2 - Cursor 1 X: 176.92 Y: -3.5358m


1.000 Hz 10.00 Hz 100.0 Hz 1.000kHz 10.00kHz

0.000 dB

-10.00 dB

-20.00 dB

-30.00 dB

-40.00 dB



1.000 Hz 10.00 Hz 100.0 Hz 1.000kHz 10.00kHz

0.000 dB

-10.00 dB

-20.00 dB

-30.00 dB



1.000 Hz 10.00 Hz 100.0 Hz 1.000kHz 10.00kHz

2.500 dB

-2.500 dB

-7.500 dB

-12.50 dB

-17.50 dB

-22.50 dB


LABORATARIO Nº7

AMPLIFICADOR REALIMENTADO

OBJETIVO:

En el presente experimento se estudiará y diseñará un sistema con

realimentación de tensión y de corrientes basadas en un

amplificador diferencial y uno en E. C., midiendo las características

en cada caso.

MATERIAL Y EQUIPO

Osciloscopio

Generador de Audio

Fuente de Alimentación DC doble

Multimetro Digital

2 OPAMP 741 o TL071

2 Transistores NPN 2N3094

1 Transistor PNP 2N3906

3 Condensadores: 10uF a 25V

10 Resistencias (1 4⁄ 𝑊): 2.2 KΩ, 3.3 KΩ, 3x4.7 KΩ, 3x5.1 KΩ, 10 KΩ

y 8.2 KΩ

Un potenciómetro de 10KΩ

Tablero de conexión

Alicate

PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito de la figura 7-1

2. Tenga mucho cuidado con los terminales de los transistores y verificando las conexiones, energizar el circuito y medir el punto de operación de cada elemento.

Q1 : V C E1 = 2.4mV Q 2 : V C E2 = 4.95 V

I C Q 1 = 1 mA I C Q 2 = 3

mA

Q1 : V C E3 = 4.98 V

I C Q 3 = 1.1 mA

3. Aplique una señal de 50 mV, 1 kHz senoidal a la entrada y mida la salida para determinar la ganancia.

A v = 39.65

Con pequeñas frecuencias los valores de la ganancia también varían a

comparación que con frecuencias altas no se modifica.

4. Coloque una resistencia de 82 k , entre los puntos Y y Z acoplando

la salida con el condensador de base al diferencial. Mida la ganancia del circuito realimentado con error de tensión.

A V fV = 54.98

5. Mida la resistencia de entrada :

Z inf = 4.98KΩ

6. Varíe la amplitud del generador y determine la máxima salida sin distorsión no lineal. Observe la calidad de V 0 respecto a la señal V i .

V omax = 1m Vp

7. Coloque la resistencia de 82 k entre Y y W , colocando previamente

una resistencia en serie Ri de igual valor que RB .

Observe la señal de la salida con la entrada. El punto X del transistor

Q 3 debe conectarse al punto N de Q 2 para que sea realimentación

negativa.

Mida la ganancia de tensión realimentada con error de corriente.

A vfi = 2

8. Mida la impedancia de entrada del circuito .

Z inf = 8.91Ω

9. Varíe la frecuencia del generador , a fin de obtener la respuesta en frecuencia del amplificador , manteniéndose Vi = 50 mVpp .

F( Hz ) 100 200 500 1 k 5 k

V opp 1,5 1,59 1,63 1,629 1,629

50 k 100 k 500 k 1 M 2 M

1,627 1,628 1,612 1,632 1,632

LABORATORIO Nº8

I. Objetivo

Estudiar el comportamiento del oscilador R-C por desplazamiento de fase

y del oscilador R-C con puente Wien. Estudio de los mecanismos y/o

técnicas de limitación de amplitud

II. Material y Equipo

Osciloscopio

Fuente de Alimentación doble (0-15V)

1 Multímetro Digital

1 CI TL071

1 Transistor 2N3904

2 Diodos 1N4148

Resistencias

Condensadores

III. Procedimiento

Arme el circuito de la Fig. 6-1

Figura 1

Aplique la alimentación al circuito y encuentre el punto de operación del

transistor. Para ello desconecte uno de los condensadores de 0.015uF del

circuito y mantenga el potenciómetro en su máxima resistencia. Anote las

lecturas:

ICQ = 3.62mA

VCEQ = 4.14V

R125kΩ

V112 V

R22.7kΩ

R32.7kΩ

R416kΩ

R522Ω

R61kΩ

R7

1kΩ

Key=A50%

1

0 0 0

0

0

C122uF

2

0

C3100uF

0

7

Q1

2N3904

C4

15nF

C5

15nF

4 3

C6

15nF

5

6

Retire la alimentación del circuito y vuelva a conectar el condensador de

0.015uF

Aplique nuevamente la alimentación y observe la forma de la onda de

voltaje presente en el colector. Ajuste el potenciómetro para obtener

máxima amplitud y mínima distorsión. ¿Cuál es la frecuencia de la señal?

Aproximadamente fo=4KHz

Manteniendo una de las puntas de prueba del osciloscopio en el colector

del transistor observe con la otra punta de medición la señal en la base y

en los puntos A y B del circuito oscilador, a fin de poder observar el

desfase existente entre las formas de onda. Asimismo medir el desfasaje

de las señales de Vb, VA, VB con respecto al VC (señal de colector).

Tome los datos y dibuje, empleando un mismo eje de tiempos, las cuatro

formas de onda de voltaje.

Vbase= 0.68V

Vcolector= 4.5V

VA= 3.17V

VB= 3.17V

Grafica:

a) ¿Cuál es la función de la resistencia de 22Ω del circuito de emisor?

Tiene como función regular y amplificar la señal en continua y alterna, según la

configuración.

b) ¿Qué mecanismo de limitación de amplitud nos permite obtener una

onda senoidal de amplitud constante en el colector? Explique.

Se puede lograr poniendo un condensador, el cual actuara como un filtro,

haciendo asi que la señal senoidal mantenga su valor constante.

c) Investigue en la bibliografía del curso y demuestre que para el inicio y

manteniendo de las oscilaciones debe cumplirse que:

Para un desfase:

d) Demuestre asimismo que la frecuencia de oscilación está dada por:

Si

Zi//R=

e) Compare los valores experimentales con los cálculos teoricos que

puede obtener de estas formulas. Explique.

Es un proceso de transformadas en el dominio de LAPLACE, y este se

reemplaza por jw. Los valores obtenidos son muy próximos.

f) ¿Cuál sería a su criterio la secuencia a seguir para diseñar este

oscilador?

Para diseñar un oscilador se deberá de tener en cuenta los tipos de

amortiguamiento, ya que cada oscilación tiene distintas formas para cada caso.

6) Arme el siguiente circuito:

7) Energícelo y observe con la ayuda del osciloscopio la forma de onda

del voltaje de señal en la salida del circuito. Ajuste el potenciómetro para

obtener máxima amplitud con la mínima distorsión. Anote la amplitud

pico de señal obtenida y su frecuencia.

Amplitud Pico=12V

U1

TL081ACD

3

2

4

7

6

51

R1

1kΩ

R2

1kΩ

Key=A 50%

D1

1N4148

R31kΩ

C2100nF

0 0

C3

100nF

R4

1kΩ

2

1

R51kΩ

3

0

R6

4.7kΩ

D2

1N4148

4

5

6

8) Observe las formas de onda en las patillas 3 y 2 del OPAM. Anote las

amplitudes. Mida la diferencia de fase (de existir esta) entre las formas de

onda.

Existe diferencia de fase debido a que las magnitudes que se midin no son

similares, esto se debe a que todas tienen valor y funciones semejantes pero

en si dependen de valores propios que se generan de sus funciones de

transferencia

9) Corte la alimentación del circuito y desconecte los dos diodos. Vuelva

a aplicar la alimentación y ajuste el potenciómetro para la máxima salida

con minima distorsion. Note la facilidad o dificultad en el ajuste.

a) Anote sus observaciones:

La frecuencia varia pero no en forma constante.

Los voltajes aumentan y decrecen considerablemente en la respuesta

transitoria de la señal, esto se da por un tiempo hasta que se establezca

la señal.

b) ¿Cuál es la función de los diodos en el circuito oscilador con Puente

Wien?

Es la unión de un OPAM y un circuito de puente RC, las resistencias y los

condensadores forman los elementos para fijar la frecuencia, mientras que las

otras resistencias forman parte de la función de transferencia.

c) Investigue en la bibliografía y demuestre que la frecuencia de

oscilación viene dada por:

Demostración:

Es una proporción de semejanza dada por el puente.

Considerando R=R1=R2, C=C1=C2

d) Asimismo, demuestre que la amplitud pico de la señal de salida está

dada por:

Donde VD es la tensión de codo del diodo (0.5 Voltios)

Demostración:

Por ser sumador se tiene:

e) Compare sus datos experimentales con los valores teóricos. Explique.

Los valores encontrados no son iguales, la diferencia se basa en el tipo de

material del componente ya que su valor físico o de fábrica difiere de su valor

real.

Design

Laboratorio de electronica analoga