Fase 3 consolidado electronica análoga.docx

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ELECTRÓNICA ANALOGA TRABAJO COLABORATIVO FASE 3 HERNAN QUIÑONEZ FORERO 1102351826 OSCAR HERNÁN SÁNCHEZ MAYORGA 1077143485 Wilson Andrés Loza Juan Camilo García Orozco 1088290278 TUTOR: ANGEL ALEJANDRO RODRIGUEZ CURSO 208044_5

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ELECTRNICA ANALOGA

TRABAJO COLABORATIVO FASE 3

HERNAN QUIONEZ FORERO

1102351826

OSCAR HERNN SNCHEZ MAYORGA

1077143485

Wilson Andrs Loza

Juan Camilo Garca Orozco

1088290278

TUTOR:

ANGEL ALEJANDRO RODRIGUEZ

CURSO

208044_5

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

2015

INTRODUCCIN

Por medio de la fase 3 del trabajo colaborativo de electrnica anloga, se pretende realizar la simulacin de un circuito con diversos componente (condensador, regulador lm337, resistencias y amplificador de corriente, cada uno de estos componente va a tener una repercusin en el flujo de la seal elctrica propuesta en el trabajo colaborativo y parte de este trabajo har referencia a la funcin de cada uno de los componentes. El programa utilizado para la simulacin del circuito se llama proteus y cada una de las imgenes insertadas dentro del trabajo colaborativo evidencian el uso de este.

A. Se debe realizar la simulacin y anlisis de la siguiente figura:

C1 Condensador de 4700uF

Por medio del almacenamiento que realiza el condensador, protege el flujo de la corriente atena el rizado de la fuente de alimentacin, tambin ayuda a proteger sobretensin al circuito

U1 LM337

Regulador de voltaje negativo, mediante este regulador se controla el rizado del flujo de corriente y se controla la tensin de salida como se quiere, tiene un rizado de 80db

RV1 y R1 Resistencias

Son el divisor para el voltaje de ajuste, variando RV1 se controla el voltaje de salida

Q1 TIP3055

Es el amplificador de corriente.

C2 Condensador

Condensador de compensacin de frecuencia

ANALISIS: El circuito tiene una regulacin negativa con amplificacin de corriente, cuenta con una seal de entrada -32vDC con regulador de voltaje negativo LM337, dependiendo el potencimetro de 5k se puede variar la intensidad de -1.25v hasta el voltaje de -26.33v se puede variar, segn su potencimetro dado, tambin tenemos un transistor TIP2955, ste funciona amplificando la corriente que tiene una intensidad al medir la corriente de -0.05A a -2.39A. De esta manera se analiza el circuito con sus funciones estipuladas.

b. Se pretende que se analice la funcin del condensador de 4700uF, que funcin cumple el LM 337, como se debe linealizar un potencimetro y como seria la seal de salida del circuito.

Condensador de 4700uF: Este condensador o capacitor almacena carga reduciendo el rizado de la seal, entregando un flujo de seal estable al regulador, de esta manera tambin se protege el regulador. Este condensador tambin sirve para mantener el circuito y los dems componentes en correcto funcionamiento.

En operacin el LM337 tiene una referencia de tensin interna de precisin que desarrolla una tensin nominal de -1.25 voltios, VREF, entre la salida y la terminal de ajuste. La tensin de referencia aparece a travs del resistorprogramado, R1.

La manera de operacin del lm 337 es la regulacin de una tensin de voltaje a -1.25 voltios dcentre la entrada y la salida del terminal, programando la terminal de resistencia a terminal ajustable, este tensin puede ser regulada a mas o menos voltaje, sin revasar las capacidades mximas y mnimas de este transistor.

Como VREF es constante, existe una corriente constante,I1a travs del resistor programado. La tensin de salida est dada entonces por

Vo=VREF + (I1+ IADJ)R2

= VREF + ( VREFR2/ R1)+IADJR2

= VREF ( 1 +R2/ R1) +IADJR2

Ntese que si VREF,R1,R2eIADJson constantes, entonces Vo tambin es una constante.

A menudo se utiliza un capacitor de paso de entrada. Para casi todas las aplicaciones, es adecuado un capacitor de disco de 0.1mF o uno slido de tantalio de 1 mF. Este capacitor corta las variaciones de alta frecuencia que ocurren en los circuitos adjuntos.

Aunque el LM337 es estable sin capacitores de salida, como en cualquier circuito retroalimentado, ciertos valores de capacitancia externa pueden provocar oscilaciones excesivas conocidas como timbrado. Este se produce con capacitancias entre 500 y 5000 mF. Un capacitor de tantalio slido de 1 mF (o electroltico de aluminio de 25 mF) en la salida reduce este efecto y asegura la estabilidad.

A continuacin se muestra el diagrama funcional del LM337:

Aplicaciones:

Cualquiera que requiera salida de voltaje negativo regulado o corriente regulada.

Electrnica de consumo

Equipos de medicin

Aplicaciones portables

Linealizar un potencimetro:

Se puede linealizar de 3 formas.

1. En este circuito se trabaja con un potencimetro logartmico, para obtener una seal lineal se reemplazara por un potencimetro lineal.

2. Muchas de las veces la respuesta del potencimetro depende del material del que est hecho, para linealizar una parte de su recorrido se puede por medio de resistencias pero esto limitara la capacidad, es decir; 5k quedara de 2.5k, en el pin central se pondra a tierra con esto nunca llegara a cero y en la parte superior del potencimetro se hara lo mismo con resistencias fijas.

3. En el regulador de voltaje tambin se podra colocar un filtro o condensador para que atenu la seal, este mtodo aplicado en audio puede atenuar la seal.

Seal de salida: La seal de salida depende del valor y estado del potencimetro, Ejemplo:

0% = -31.3 V

50% = -31.9 V

100% = -32 V

C. De igual manera y con el fin de proteger el LM 337 existe una proteccin para protegerlo de corrientes inversas, por lo tanto ustedes deben investigar dicho mtodo.

Para proteger el regulador LM337 de corrientes inversas se utiliza un diodo de serie 1N4004 o similar entre la entrada y salida del regulador (LM337). En este caso como el voltaje es negativo entonces, el Diodo debe ponerse con el nodo a la entrada y el ctodo a la salida, se puede poner un diodo entre los terminales de salida y entrada para proteger al regulador de posibles voltajes en sentido opuesto. Esto se hace debido a que cuando la fuente de voltaje se apaga, algunas veces el voltaje de salida se mantiene por encima del voltaje, por ms tiempo que el voltaje de entrada. Se pone el nodo hacia el terminal IN y el Ctodo hacia el terminal OUT

D. El LM 337 tiene diferentes aplicaciones expuestas en el datasheet, se propone que cada estudiante sustente una posible aplicacin. Una vez realizado esto, cada uno deber subir su aporte y realimentar a los compaeros.

Esta fuente de voltaje variable de doble polaridad permite disponer de dos salidas de voltaje independientes, una positiva y otra negativa con un mximo de amplitud de -15 voltios y + 15 voltios, con una corriente mxima de 1.5 amperios.

Esta fuente de alimentacin es ideal para alimentar circuitos con doble polaridad como algunos amplificadores de audio y aplicaciones con amplificadores operacionales.

Funcionamiento de la fuente de voltaje variable de doble polaridad

Esta fuente utiliza el regulador variable de voltaje LM317 para la salida de voltaje positivo y el regulador variable de voltaje LM337 para la salida de voltaje negativo. Para variar el voltaje de salida se utilizan dos potencimetros. Ver el diagrama.

Hay que recordar que estos reguladores tienen la limitacin de no poder entregar voltaje igual o inferior a 1.2 voltios (en el caso de la salida de voltaje positivo) y -1.2 voltios (en el caso de la salida de voltaje negativo). Para solventar este problema se pueden colocar en serie con la salida de cada regulador, dos diodos rectificadores (por ejemplo el 1N4003), que darn una cada de voltaje de: 0.6V + 0.6V = 1.2V.

Esto causar que la salida final est siempre disminuida en este voltaje, pero para la mayora de las aplicaciones no es ningn inconveniente.

Los condensadores electrolticos: C1, C2, C3, C4 son los filtros que aplanan la onda de salida del puente de diodos, antes de que entre en cada regulador. Los condensadores C5, C6, C7 y C8 se utilizan para mejorar la respuesta transitoria.

Muy importante es que cada regulador cuente con un disipador de calor, mientras ms grande mejor. Si su utilizacin es muy constante se le puede colocar un ventilador para enfriar los disipadores, pero normalmente esto no es necesario.

El LM337 es capaz de proporcionar muy buena carga de regulacin, pero se necesitan algunas precauciones para obtener mximo rendimiento. Para un mejor rendimiento, la resistencia de programacin (R1) debe ser conectada tan cerca al regulador como sea posible para minimizar la lnea que aparecer efectivamente en serie con la referencia, de ese modo regulacin degradada. El extremo de tierra de R2 puede ser devueltoCerca del suelo de carga para proporcionar sensacin de tierra remota y mejorar la regulacin de la carga.

Lista de componentes de la fuente

- 2 resistencias: R3=R4: 240 ohmios / watt

- 3 potencimetros: R1=R2: 5K

- 2 capacitores electrolticos: C1=C2: 2200uF / 35 voltios o ms

- 4 capacitores electrolticos: C3=C4=C5=C6: 1uF / 35 voltios o ms

- 2 capacitores electrolticos: C7=C8: 100uF / 35 voltios o ms

- 1 puente de diodos (DB1) de 2 amperios

- 1 regulador de voltaje positivo (U1): LM317

- 1 regulador de voltaje negativo (U2): LM337

- 2 disipadores de calor

- 1 interruptor para colocar en el primario del transformador

- 1 transformador, (T1) con derivacin central, de 110=220VAC a 30VAC, 2 amperios

e. Se debe disear un circuito amplificador de seal tipo senoidal de amplitud de 10mv y frecuencia 5Khz de entrada y generar una salida con una ganancia de 50 veces, este circuito debe ser fabricado con transistores FET, usted es libre de escoger la configuracin del circuito.

La configuracin del circuito amplificador que se utilizo fue la de Fuente comn utilizando el transistor 2N3819 JFET, La ganancia del circuito est dada por la formula:

Si a una corriente de trabajo de 0.6mA

Para calcular la resistencia Rs se haya el voltaje Vs, asumiendo un voltaje de Vds=5V

Entonces la resistencia RS se calcula con la ley de ohm

Mediante la informacin que brinda el fabricante en la hoja de datos, averiguamos el voltaje de puerta a la corriente de trabajo.

Vgs= 0.75V

Vgs=VG-VS

VG = VGS + VS

VG = -0.75 + 2.5

VG = 1.75V

Se calcula un divisor de tensin que asegure 1.75V en VG

Se utilizaron las resistencias

R1 = 15M

R2 = 1.9M

CONCLUSIONES

A travs de un circuito de regulacin de voltaje variable con regulador lm337 se puede concluir los componentes inmersos en dicho circuito tienen como objetivo optimizar el paso de corriente ya sea para reducir el flujo o para aumentarlo, tambin para regularlo de tal manera que no afecte el circuito a la hora de tener excesos en el flujo de seal, tambin al usar un osciloscopio se denota una seal sinodal y como ltima medida por medio del datasheet se expusieron las diferentes aplicaciones

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Fuente de voltaje variable de doble polaridad Tomado de:

http://unicrom.com/cir_fuente-voltaje-variable-doble-polaridad.asp

TEXAS INTRUMENTS. (2015). LMx37 3-Terminal Adjustable Regulators

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm337.pdf

http://www.uned.es/facfisi/cdrom_cfisicas/asig/2ciclo/fisiind/cuarto/elect1/2pp/Tema8/Prob_8-5.pdf

http://pdf1.alldatasheet.es/datasheet-pdf/view/11667/ONSEMI/LM337.html

http://fuente127.blogspot.com/p/regulador-lm317-y-lm337.html