Informe Final N°8

8/11/2019 Informe Final N8

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica

2014

Laboratorio de Circuitos

Elctricos I

Informe Final N 8Caractersticas de un Circuito Integrado y Diferenciador

Alumno: Calero Remigio, Geraldo (20120071G)

Curso: EE131 R

Docente: Betetta Judith

Grupo: N4


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Labora Caractersticas d

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1.- Realizar el fundamento terico de

El diferenciador.

Se trata de un circuito constituido por

como un filtro pasivo para altas frecue

transistores o circuitos integrados, este

emprica de la derecha:

Este circuito se utiliza para detectar fla

diferenciacin en los flancos de entrad

hace ms notoria. Estas zonas de la se

mientras que las zonas planas estn co

Este tipo de circuitos realmente son m

filtrar las frecuencias superiores al val

tutorial sobre filtros, si est interesad

corriente continua entre circuitos ya qu

dejando pasar slo el pulso correspondutilizarse para disparar algn otro com

Qu ocurre cuando se aplica un tren de

se eleva de repente de cero al mximo,

valor mximo tambin. En la medida q

torio de Circuitos Elctricos I e un Circuito Integrado y Diferenciador

la experiencia realizada.

na capacidad C y una resistencia R (circuito R

cias, debido a que no intervienen elementos a

tipo de filtro atena las bajas frecuencias segn

ncos de subida y bajada en una seal, provocan

y salida de la seal que, es donde la variacin

al son adems las que corresponden a las altas

puestas por frecuencias ms bajas.

s conocidos como filtro RC pasivo pasa alto qu

r especificado por la frmula anterior, se reco

o en el tema. Desde otra perspectiva este circuit

e el condensador interrumpe el paso de la corri

iente al flanco de entrada y el de salida. La seaonente de la cadena electrnica como puede se

impulsos a la entrada de este circuito. Cuando

la corriente que carga el condensador C, de rep

ue se carga C, la carga de corriente se cae expo

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), el cual acta

plificadores, como

la formula

o una mayor

con el tiempo (t) se

recuencias,

e, se utiliza para

ienda leer el

o, separa la

nte continua,

l derivada pueder un disparador.

n pulso de tensin,

ente se eleva a un

encialmente a


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cero. Ya que esta corriente de carga pasa por la resistencia R, el voltaje a travs de la R (que es el voltaje

de salida) hace lo mismo.

Por consiguiente nosotros conseguimos la forma mostrada, con el voltaje de salida que sube de repente almximo y a continuacin caerse exponencialmente entonces a cero. Cuando el pulso se cae a cero, se

produce la descarga del condensador C. La corriente de descarga es alta en la salida y entonces se cae

exponencialmente a cero como la descarga del condensador C.

Sin embargo, dado que la corriente de descarga, est en oposicin a la direccin de la carga actual, el

voltaje por R se invertir, con lo que la forma de onda se muestra ahora por debajo de la lnea cero. Para

cada pulso, la forma de onda de salida se repite, mostrando la forma siguiente.

Observe la figura anterior, podemos apreciar el efecto que ejerce el condensador C al cargarse y la

posterior descarga sobre la resistencia R, motivo por el cual la seal de salida presenta los picos del

grfico. La Ley Ohm dice que, la corriente es proporcional al voltaje y recprocamente, el voltaje es

proporcional a la corriente.

El pulso de salida es proporcional a la variacin del pulso de entrada con el tiempo t.El circuito acta como una derivada. El circuito slo diferenciar el pulso de entrada

si la constante de tiempo es pequea comparada con la anchura de la seal. En caso

contrario el pulso pasa sin grandes variaciones. Esto se hace patente cuando debido a

malas terminaciones en los cables o a conexiones en mal estado se generan circuitos RC accidentales,

apareciendo situaciones como las de la figura de la derecha.

La carga elctrica (i) empieza a almacenarse en el condensador (C) cuando el voltaje se aplica a la

entrada. La corriente elctrica que fluye en el condensador, como la carga elctrica se almacena en


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decrementos. La corriente elctrica que fluye a travs del condensador (C) y la resistencia (R) se calcula

por lo siguiente frmula:

i = (V/R)e-(t/CR)

Donde: i : La corriente elctrica (A) que cambia en el tiempo

V : El voltaje (V) aplicado

R : El valor de resistencia ( ohms)

C : El valor del condensador (F)

e : La base del logaritmo natural (2.71828)

t : El tiempo de retardo despus del inicio (sec)

CR : La constante de tiempo del condensador ( C x R)

Los cambios de tensin que aparece a extremos de la resistencia (R) se deduce en la frmula siguiente.

iR = V[e-(t/CR)]

Es como se muestra en la frmula que sigue sobre el grfico.


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El integrador.

El integrador mas simple consta de una resistencia R y un condensador C, en este caso se trata de un

filtro pasivo pasa bajos, como se muestra en la imagen siguiente.

Que ocurre al aplicar un tren de impulsos. Cuando llega un pulso de entrada se eleva rpidamente al

mximo cargando el condensador C exponencialmente debido a la resistencia R, lo cual deforma el pulso

de entrada como se muestra en la forma de onda inferior. Cuando el pulso de entrada se cae de repente acero, se descarga exponencialmente el condensador C a cero a travs de la resistencia R. El proceso se

repite para cada pulso de entrada que, dar la forma de onda de salida mostrada.


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2.- Determinar la constante del tiempo terica y experimental.

Consideremos el circuito:

Consideremos el circuito. En cada instante, el potencial V(t) de la fuente externa caera en parte en laresistencia, VR(t) = I(t)R, y en parte en el condensador, VC(t). Por otra parte, la carga acumulada en elcondensador es Q(t) = CVC(t), siendo C su capacidad.As pues,

Si V(t) = V es un potencial constante, es fcil comprobar por sustitucin que la solucin de esta

ecuacin diferencial es:


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Labora Caractersticas d

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Si R se expresa en ohmios y C en farconstante de tiempos del circuito. Si eentonces VC(t) decae exponencialmentiempo t t0 5RC, de modo que VC(t

3. Graficar en papel milimetrado la for

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dios, el producto RC se expresa en segundosn el instante t = t0 cambiamos repentinamentete desde su valor inicial VC(t0) hacia ese nuevo) V cuando t .

a de onda de la seal de entrada y salida.

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se llamael valor de V,valor V , en un


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4. Explique Ud. porque el circuito utilizado se le denomina integrador o derivador Funciona paracualquier tipo de onda (triangular por ejemplo)? Demuestre.

CIRCUITO INTEGRADOR

Al aplicar un generador de onda cuadrada, al llegar los pulsos, estos tienen un valor constante,

entonces el condensador se debera cargar y descargar exponencialmente, pero debido a que la

frecuencia es grande en comparacin a la inversa de RC o mejor dicho es el periodo de la onda

generadora es pequea a comparacin de la constante de tiempo, la curva de carga y descarga se

parecer ms a un tramo recto, lo cual genera una onda triangular.

CIRCUITO DERIVADOR

Cuando se aplica un generador de onda cuadrada a un circuito RC, el voltaje de la resistencia decrece

exponencialmente, pero debido al periodo de la onda generadora en menor en comparacin a la

constante de tiempo. El derivador tambin para una onda triangular, debido a que se considera como la

unin ondas rampa.

5. Explique la influencia que tiene la frecuencia de la seal en el circuito integrador.

Consideremos ahora el caso en que V (t) es un potencial alterno sinusoidal: () = ()

En este caso, VC(t) tambin lo sera, aunque con cierto desfase _:() = ( + )

Comprobando que efectivamente es una solucin, siempre y cuando se cumpla que

() = = 2

=

1 + (2)

De aqu se nota que a mayor frecuencia menor ser la seal de salida.

6. Que sucede con la amplitud de la seales Vc y Vr, cuando varia la frecuencia de la seal de entrada.


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Para el circuito integrador: Mientras ms alta la frecuencia ms baja es la tensin y mientras ms baja es

la frecuencia mayor es la tensin (porcentaje de la tensin).

Para el derivador: A mayor frecuencia mayor porcentaje de la tensin mxima se llega y a menorfrecuencia menor tensin.

Por lo tanto Vc tiene una relacin inversa con la frecuencia y Vr una relacin directa.

7. Muestre analticamente el desarrollo de la serie de Fourier de la seal de entrada y la seal de salida

en cada caso.

Entrada:

La serie de Fourier viene dada por:

Ya que la funcin es impar:

De lo cual:

Hallando bn


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La funcin queda:

Salida:

Serie de Fourier:

La funcin es par, por lo que:

Entonces


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Reemplazando

8. Observaciones, conclusiones y recomendaciones de la experiencia realizada.

Observaciones

Observamos las caractersticas de las seales de salida, cuando el circuito RClo analizamos como

elemento integrador o diferenciador.

Se observ una onda triangular en la salida, cuando el circuito es integrador y que el periodo de

esta onda es igual al de la onda de entrada.

Se observ una onda exponencial en la salida, cuando el circuito es derivador y que el periodo de

esta onda es igual al de la onda de entrada.

Notamos que el cable que lleva la seal del generador al circuito tambin posee polos que estn

bien marcados los cuales debemos tenerlos en cuenta al momento del armado.

Tuvimos que acondicionar adecuadamente el circuito, verificando polaridades y tambincalibrando el generador de ondas.


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CONCLUSIONES:

Las seales obtenidas son parecidas a las que estudiamos tericamente, era de esperarse debido a

que se tuvo de entrada una onda cuadrada cuya derivada e integral es conocida. Se concluye que en un circuito derivador, la seal de salida es la derivada de la de entrada.

Se concluye que en un circuito integrador, la seal de salida es la integral de la de entrada.

Los errores de medida que una vez ms obtenemos en clculo de los resultados son debido a lacalibracin de los materiales, las condiciones del ambiente, que como bien se sabe modifica las

propiedades elctricas de los materiales.

El osciloscopio no solo sirve para medir frecuencia y voltajes tambin puede usarse para medir

indirectamente de otras incgnitas debido a las mltiples funciones que lleva incorporado.

Verificamos que tanto como el multmetro, el osciloscopio puede usarse como medidor de

frecuencias, acondicionndolo adecuadamente.

Adems pudimos percatarnos que brinda cierta precisin debido a que este se puede calibrar a las

necesidades requeridas.

RECOMENDACIONES:

Se recomienda estudiar bien la gua, para as no tener problemas al momento de preguntarnos cual

circuito es derivador y cual es integrador.

Se debe descargar el condensador antes de repetir el experimento, ya que esta carga inicial vara

los valores que deseamos medir.

Recomendamos cambiar los elementos que no hagan buen contacto, y los que se encuentrendefectuosos, ya que estos pueden ocasionar errores en la medicin.

Se recomienda calibrar correctamente el multmetro antes de realizar las mediciones, calibrarlo en

un rango apropiado para evitar dificultades.

Las recomendaciones en el caso de la aplicacin real que se le puede dar a esta teora recalcar laimportancia de que los equipos deben estar en buen estado y debidamente calibrados. Las seales

estn propensas a ser interferidas por alguna razn, probablemente el hecho de que la unin de

cables est hecha a mano y no mediante conectores apropiados. De tal manera que antes de

realizar una medicin debemos verificar la correcta unin de las conexiones. O mejor an,

adquirir lagartos para unir los cables de una manera correcta.


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9. Mencionar 3 aplicaciones prcticas de la experiencia realizada completamente sustentadas.

Filtro de rechazo de banda

Los filtros de rechazo de banda te permiten seleccionar qu frecuencias se permiten pasar a travs deun circuito y qu frecuencias se rechazan. Estos filtros se utilizan para reducir la interferencia en lasseales de audio.

Filtro de paso de banda

Los filtros de paso de banda se utilizan para limitar la frecuencia de una seal a una banda en particular,como la banda de la frecuencia de radio (RF) o la banda del bucle local inalmbrico (WLL). Estos filtrosson los ms comnmente utilizados en dispositivos de comunicacin de transmisin, pero tambin hansido adoptados para uso de los aparatos de medicin y de procesamiento de seales.

El filtro BAW

La mayora de los filtros de ondas acsticas (BAW) se usan para limitar las altas frecuencias en losvarios cientos de megahertz a un rango de varios gigahertz. Los filtros BAW son los ms comnmenteutilizados en los dispositivos de alta frecuencia como los telfonos celulares.

Los f iltros EMI y RFI

Los filtros de interferencia electromagntica (EMI) se usan para evitar que el ruido electromagnticoentre o escape de un sistema. Estos filtros se colocan habitualmente en las lneas de entrada dealimentacin de los equipos electrnicos para evitar que los EMI daen el equipo. Los filtros de

interferencia de radio frecuencia (RFI) se utilizan para reducir la interferencia electromagntica en lafrecuencia de radio.

Los filtros armnicos

La interferencia de armnicos es generada por las cargas elctricas no lineales que pasan a travs delas lneas elctricas. Las cargas no lineales son comnmente generadas por computadoras,rectificadores de energa y los suministros ininterrumpidos de energa. Estos filtros se utilizan parareducir la cantidad de distorsin armnica que se alimenta en la red de energa. Los filtros de armnicosse requieren para ser incorporados en todos los sistemas de energa por el Instituto de IngenierosElctricos y Electrnicos estndar de 519.

Filtros de paso alto y bajo

Un filtro de paso alto se utiliza para reducir la cantidad de bajas frecuencias en una seal mientras quelos filtros de paso bajo reducen las altas frecuencias. Los primeros enrutan el ruido de baja frecuencia ala tierra a travs de un inductor o lo limitan con un condensador mientras los segundos usan inductorespara la reduccin o condensadores enrutados al suelo. Los filtros de paso alto se utilizan comnmentecuando una seal pasa a travs de dos etapas de amplificacin. En estos casos, sirven para reducir eldesplazamiento entre dichas etapas. Los filtros de paso bajo se usan comnmente para proteger loscomponentes de repentinos picos de alta frecuencia.


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El filtro SAW

Los filtros de ondas acsticas de superficie (SAW) utilizan cristales piezoelctricos o de cermica para

convertir las seales elctricas en seales mecnicas. Esta conversin es ms comnmente requeridaen aplicaciones que utilizan las frecuencias de radio de hasta tres gigahertz, incluidas las redesinalmbricas.

Los f iltros de gua de ondas

Los filtros de gua de ondas operan a frecuencias muy altas y son necesarios para todas lascomunicaciones de microondas. Estos se utilizan para dar forma a las ondas elctricas antes de que seconviertan en seales. Esta formacin es necesaria para las comunicaciones inalmbricas dplex debanda ancha completa.

Acerca del Poema:

Bsicamente el poema quiere resaltar valores como autocontrol, voluntad , pragmatismo ,humildad ,seguridad en uno mismo , empata, buen gestor del riesgo, objetividad , paciencia, saber perder,moderado, prudente los cuales al formar parte de tu vida pueden hacerte una mejor persona

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