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RELE DE SOBRETEMPERATURA
El circuito puede ser usado como alar-ma de temperatura, pues el relé dispa-ra cuando la temperatura sobrepasacierto valor ajustado en P1. Una posi-bilidad de uso interesante es como ter-mostato en el control de estufas, casoen el que usaremos los contactos NCdel relé. El NTC usado debe tener unaresistencia a la temperatura ambiental(o normal en el ajuste) de 10kΩ a20kΩ. Para valores más altos, se pue-de alterar P1 para 100kΩ o incluso220kΩ, según el sensor elegido.
"FOTORRELE” DE ACCION POSITIVA
El circuito dispara el relé cuando inci-de luz en el fotosensor, que es un LDR(fotorresistor) común.La sensibilidad del circuito se ajustacon P1. Para pequeños grados de ilu-minación, P1 puede aumentarse hasta220kΩ. Se ajusta P1 hasta el momen-to en que el relé queda listo a disparar,así se obtiene mayor sensibilidad. Lacarga máxima controlada depende delos contactos del relé, en este caso de2A.
"FOTORRELE” DE ACCION NEGATIVA
El circuito dispara cuando la luz dejade incidir en el LDR. La sensibilidad seajusta con P1, cuyo valor debe estarcercano al de la resistencia presenta-da por el sensor en las condiciones deiluminación normal.Una fuente bien estabilizada, así comoel montaje del LDR en un tubo, evitanproblemas de inestabilidad.
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2 Circuitos Electrónicos 4
RELE ACTIVADO POR LIQUIDO O HUMEDAD
Con este circuito se consigue el accio-namiento de un relé cuando circulauna corriente pequeña en el sensor.Este sensor puede estar formado pordos varetas conductoras en contactocon un líquido. En presencia del líqui-do el relé cierra sus contactos. El ajus-te del punto de funcionamiento, quedepende de su resistencia, se hacepor el potenciómetro P1. Su valor pue-de reducirse si el sensor trabaja con lí-quidos de conductividad elevada, co-mo por ejemplo agua de río o de mar.
RELE DE SOBRETENSIONEl circuito indicado activa el relé cuan-do la tensión de entrada sobrepasaun cierto valor ajustado por el poten-ciómetro P1. El valor de R1 se calculacon aproximación en función del valorde la tensión normal de entrada, serádel orden de 2kΩ para cada volt. Así,si la tensión normal de entrada fuerade 100V, el resistor será de 100 x 2 =200kΩ. El diodo zéner puede tener va-lores en una faja relativamente ampliade valores, entre 3V3 y 7V2, siemprecon disipación del orden de 400mW.
RELE DE SUBTENSIONEste circuito es análogo al anterior,pero opera cuando la tensión cae pordebajo de un valor fijado por el ajustede P1. El valor de R1 se calcula conaproximación del mismo modo que enel circuito anterior. Debemos observarque la disipación de este resistor debeser de 1/8W hasta una tensión de en-trada de hasta unos 30V. El zénerusado también puede tener tensionesen la faja de 3V3 a 7V2, dependerá suelección de la faja de tensiones de en-trada.
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TIMER DE INTERVALOS LARGOS
Este circuito proporciona una tempori-zación que depende del valor de C. Para cada segundo de temporizaciónprecisamos de 17nF, valor que debeser tomado como base para los cálcu-los de temporizaciones en la práctica. La llave Reset descarga el capacitor,para que la temporización tenga co-mienzo con una carga nula en estecomponente.
DETECTOR DE PASAJE POR CERO
El circuito produce pulsos de salidacuando la tensión de entrada pasa porcero, ya sea en la subida, ya sea en labajada del valor. Este circuito tiene un tiempo de propa-gación del orden de 200ns, y un fanoutde 3 para cargas TTL. Puede ser em-pleado en circuitos de instrumenta-ción.
AMPLIFICADOR PARA TRANSDUCTOR
PIEZOELECTRICO
Este circuito es indicado para trans-ductores piezoeléctricos y tiene uncorte de baja frecuencia determinadopor R1 y C1.
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4 Circuitos Electrónicos 4
SENSOR DE TEMPERATURA
El sensor de este circuito es un tran-sistor del tipo 2N2646 o equivalente, yen R3 se hace el ajuste para obtenerla tensión de salida de cero volt conuna temperatura de 0°C. El trim-pot R6 sirve para ajustar la sali-da de modo de que haya una varia-ción de 100mV/°C.
AMPLIFICADOR PARAFOTODIODO
El circuito emplea solamente dos com-ponentes, además del diodo fotosen-sor. La ganancia está dada por el productode Ib (corriente en el sensor) por el va-lor del resistor R1.
AMPLIFICADOR PARAFOTODIODO (II)
En este circuito tenemos una gananciade 10V/mA, y la tensión en el fotodio-do es menor que 3mV, se reducen asílas corrientes de fuga.
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SEGUIDOR DE TENSIONDE ALTA IMPEDANCIA
La base de este circuito es el integra-do LM102 y como se trata de un se-guidor de tensión, la ganancia es uni-taria.
CONVERSOR LOGARITMICO
COMPENSADO DE TEMPERATURA
Este circuito opera con unacorriente de entrada de10nA a 1mA y tiene unasensibilidad de 1V por dé-cada. El resistor R3 deter-mina la corriente para elpasaje por cero con unasalida de 10µA. Se usandos amplificadores opera-cionales, y el sensor es deltipo Q81 o equivalente.
EXTRACTOR DE RAIZ CUADRADA
La tensión de salida de estecircuito es proporcional a laraíz cuadrada de la tensiónde entrada. Indicado paraaplicaciones en instrumen-tación, tiene por base 3 am-plificadores operacionales.Observe que tenemos queusar un par de transistoresapareados, Q3 y Q4 quepueden ser el par BC548 yBC558, o TIP29 y TIP30 in-distintamente.
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6 Circuitos Electrónicos 4
MULTIPLICADOR / DIVISOR
Este circuito proporciona unasalida que es directamenteproporcional al producto deE1 por E3 e inversamenteproporcional a E2, realiza asílas operaciones de multiplica-ción y división, según la fór-mula indicada junto al diagra-ma (note que utilizamos lanotación “E” o “V” indistinta-mente, para denotar una ten-sión). En este circuito, entre-tanto, E1 y E2 deben tenertensiones positivas o nulas.
GENERADOR CUBICO
Aquí tenemos una tensión desalida que es directamenteproporcional al cubo de latensión de entrada.En esta configuración seusan cuatro amplificadoresoperacionales y está indicadapara aplicaciones en instru-mentación y computadoresanalógicos.
GENERADOR LOG - RAPIDO
El circuito proporciona unasalida proporcional al logarit-mo de la tensión de entrada,sentido indicado para aplica-ciones en instrumentación,control y computadoras analó-gicas.
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GENERADOR ANTI-LOG
Este circuito proporciona unatensión de salida proporcionalal anti-logaritmo de la tensiónde entrada. Como los circuitos anteriores,está indicado para instrumen-tación, control y computaciónanalógica.El sensor es el mismo delproyecto anterior y se usandos amplificadores operacio-nales LM101A o equivalen-tes.
AMPLIFICADOR PARA INSTRUMENTACION
CON GANANCIA VARIABLEEste proyecto utiliza cuatro amplifica-dores operacionales y posee gananciade tensión ajustable por medio del re-sistor R6, que puede asumir valoresen la banda de 10kΩ a 3mΩ. La ga-nancia está dada por la expresión:Ganancia = 10-4 . R6Observe la necesidad de usar resisto-res de precisión a fin de garantizar unalto rechazo en modo común.
AMPLIFICADOR PARA INSTRUMENTACION I
Este amplificador tiene una banda deoperación en modo común de 100-0-100V y utiliza dos amplificadores ope-racionales del tipo LM101A.La ganancia está dada por la relaciónde valores entre R7 y R6 y los resisto-res usados deben mantener las rela-ciones indicadas en el diagrama.El acoplamiento correcto de los valo-res indicados con asterisco determinael rechazo en modo común.
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AMPLIFICADOR PARA INSTRUMENTACION II
Este circuito también opera conuna tensión de 100-0-100V deentrada, pero tiene por base 3amplificadores operacionales.Los resistores marcados con as-teriscos deben acoplarse de mo-do de garantizar un buen recha-zo en modo común. Los demás resistores debenmantener las relaciones indica-das en el diagrama.
AMPLIFICADOR DE ALTA IMPEDANCIA PARA INSTRUMENTACION
Este amplificador para instru-mentación presenta una elevadí-sima impedancia de entrada y suganancia está determinada porla expresión en el mismo diagra-ma.Observe la necesidad de utilizarresistores de precisión para elcorrecto acoplamiento de carac-terísticas entre las dos ramas delcircuito.
AMPLIFICADOR EN PUENTE I
El amplificador que muestra la figurapuede utilizarse con cualquier sensorresistivo con resistencia de 1kΩ y secaracteriza por la existencia de unacompensación de ruido.R5 debe ser variable, pudiendo serayudado para un mejor rechazo enmodo común. R8 determina la ga-nancia del circuito.
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AMPLIFICA-DOR
EN PUENTE II
Este circuito tam-bién es para senso-res resistivos pre-senta característicasdadas por las fórmu-las del mismo dia-grama.Esta fórmulas permi-ten determinar losvalores de R1 y R2,que dependen delos sensores y de laganancia deseada.
DIODO DE PRECISION
Este circuito tiene por base un únicoamplificador operacional (LM101A).
SEGADOR DE PRECISION
Con un único amplificador operacionalLM101A se puede elaborar un sega-dor de precisión. Para esta aplicación,la fuente de tensión de referencia de-be tener una impedancia de entradamenor que 200Ω, si fuera usado D2.Queremos recordarle que, en todosestos circuitos, la no indicación de lafuente de alimentación se hace parasimplificar los dibujos, pero todas de-ben ser simétricas, salvo indicacióncontraria.
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RECTIFICADOR RAPIDODE MEDIA ONDA
El circuito está indicado para aplica-ciones en instrumentación y proporcio-na una rectificación de media onda aseñales de frecuencias relativamenteelevadas.Los diodos D1 y D2 pueden reempla-zarse por equivalentes, como losIN4148. Observe la necesidad del usode resistores de precisión en esta apli-cación.
CONVERSORC.A./C.C.
DE PRECISIONEl circuito actúa con-virtiendo la frecuenciade una señal de en-trada en una tensión. Se utilizan dos ampli-ficadores operaciona-les LM101A y los re-sistores principalesson de 1% de toleran-cia.
DETECTOR DEPICO
El detector de pico secaracteriza por LowDrift, siendo, por lotanto, ideal para apli-caciones en instru-mentación.
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AMPLIFICADOR DE VALOR ABSOLUTO
Este interesante circuito proporcionauna tensión de salida positiva propor-cional al valor absoluto de la tensiónde entrada. En otras palabras, la ten-sión de salida será siempre positiva,sin importar si la de entrada es positi-va o negativa. Se utilizan tres amplifi-cadores operacionales, siendo uno deellos para la amplificación de las seña-les positivas y otro para las negativas.El tercero se usa para indicar la polari-dad de la señal de entrada.La ganancia de este amplificador estádada por R1 y R2.
CIRCUITO DE MUESTREO Y RETENCIONEl circuito retiene un valor de tensión en el capacitor (quedeberá ser de policarbonato para evitar fugas) que se mani-fiesta en la salida del circuito bajo control del transistor deefecto de campo. Dentro de las aplicaciones sugeridas paraeste circuito tenemos los instrumentos digitales, donde losmuestreos sucesivos de tensiones se convierten en valoresdigitales o frecuencias para operación lógica.
MUESTREO Y RETENCION II
Otro circuito interesante de muestreo yretención aparece en la figura 14. Estecircuito es más elaborado que el ante-rior, y el capacitor también deberá serde policarbonato para evitar las varia-ciones de tensión por fugas entre losmuestreos.
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12 Circuitos Electrónicos 4
INTEGRADOR ESTABLE
Este circuito presenta un bajo desvíode características con el tiempo defuncionamiento (menor que 500µV/sen la banda de -55+ºC a +125+ºC) ytiene por base un amplificador opera-cional del tipo LM108. Los transistoresde efecto de campo utilizados en estecircuito no deben tener diodos inter-nos de protección.
SUMADORRAPIDO
El circuito presen-ta una baja co-rriente de entradapara una bandade frecuencias deoperación de250kHz, con se-ñales intensas, y3,5MHz, con se-ñales débiles.
INTEGRADORRAPIDO
Este integrador tam-bién presenta carac-terísticas de baja co-rriente de entrada.
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FILTRO DE RECHAZO CON Q
AJUSTABLEEl circuito indicado tienesus características dadaspor las fórmulas junto aldiagrama. El factor Q seajusta a través de R4. Ob-serve las relaciones quedeberán mantenerse entrelos valores de los resisto-res, dadas por las fórmulasjunto al diagrama.
MEDIDOR DE INTENSIDAD SONORA
Para captar los sonidos, operándoloscomo micrófono, usamos un parlante yun transformador. El transformador ga-rantiza una impedancia mayor para elsistema, de acuerdo con las caracte-rísticas de la etapa siguiente.La señal se aplica a la entrada de unamplificador operacional de alta ga-nancia, como el tipo 741. En un circui-to sin realimentación, este amplificadortiene una ganancia del orden de100.000 veces, lo que garantiza unaexcelente sensibilidad para el medidor.
FILTRO PASABANDAEn este tipo de filtro tenemos el pasajede señales de una banda específica defrecuencias, con el rechazo de señalesde todas las otras frecuencias que noestén en esta banda. El equivalente pa-sivo más común hace uso de un induc-tor y un capacitor (LC), pero en las bajasfrecuencias el proyecto se vuelve difícilen vista de la necesidad de grandes in-ductores. Este circuito es recomendadopara aplicaciones que exijan factores Qmenores que 10 y ganancia ligeramentemayor que la raíz cuadrada del factor Q.
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14 Circuitos Electrónicos 4
FILTRO CONSEGUIDOR DE TENSION
En este circuito los capacitorespresentan un efecto muy peque-ño en las bajas frecuencias, loque tiene como resultado unarespuesta plana en esta regióndel espectro. Mientras tanto, enlas altas frecuencias, los capaci-tores desvían separadamente laseñal hacia puntos de baja impe-
dancia, lo que hace que la respuesta caiga. Un filtro de dos etapas hace que la respuesta en las altas fre-cuencias caiga con el cuadrado de la frecuencia, de ahí el nombre de filtro de segundo orden para esta confi-guración. La respuesta comienza plana en las frecuencias más bajas para caer después con atenuación de12dB por octava, inicialmente, o 40dB por década, pasada la frecuencia de corte.
FILTRO PASA-ALTOSEl simple cambio de posiciones entrelos resistores y los capacitores nos lle-va al filtro pasa-altos mostrado en la fi-gura 23. La ganancia y banda pasanteson los mismos de la versión anterior.
1R1 = R2 = ____________
2 . p . R . C
1R1 = R2 = _____________________
6,28 . 1500 . 0,01 . 10-6
R1 = R2 = 10,617kΩ @ 10kΩ
FILTRO RECHAZADOREn la figura tenemos un filtro rechazador de60Hz. Estos filtros pueden operar con tensio-nes de alimentación muy bajas y en frecuen-cias igualmente bajas con óptimo rendimien-to. Como necesitan pocos componentes,pueden ser instalados fácilmente en espa-cios reducidos. Todos los resistores y capaci-tores de este filtro deben ser cuidadosamen-te "apareados". El TLC271 tiene unacorriente de polarización de entrada de ape-nas 1pA y no generará tensiones offset deentrada adversas, incluso con una impedan-cia de entrada de 20MΩ.