T.P. N° 8

1) Diseñár un contador que cumpla con las siguientes prestaciones:

a) La cuenta debe mostrarse en un display de 7 segmentos.

b) El sistema deberá tener un Start – Up – Reset. 

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

2)

5)

TP N° 10 Filtros de Señal

1) Arma el circuito pedido aplicandole +/-12 en sus terminales:

2) Conectale a la entrada Vs una señal senoidal de 200 mVpp y 100 Hz.

3) Medí la tensión de salida, averigua la ganancia de tensión expresándola en veces y en dB. Medí el desfasaje que sufre la señal a la salida respecto a la señal de entrada. Expresa ese valor en grados sexagesimales.

Vo= 1.55V
Ganancia en veces = 7.7Ganancia en dB = 18.1dB
Desfasaje: 90º

4) Repetí el punto anterior para frecuencias distintas. Aumenta el número de mediciones donde se observe un cambio significativo en algunas de ellas.

5) Elabora una tabla donde se reflejen estas mediciones y cálculos de manera ordenada y clara.

f [Hz]	Vo [V]
100	1,6
120	1,5
140	1,4
160	1,3
180	1,2
200	1,1
220	1,1
240	1

fc (practica) = 180Hz

fc (teorica) = 159.15Hz

6) En base a esta tabla realizá dos gráficas:

a) Una gráfica donde se muestre la variación de la ganancia expresada en dB (eje y), en función de la frecuencia (eje x). Para ello usá un gráfico semilogarítmico. Eje y lineal, eje x expresado en décadas (también llamado decádico) comenzando con una frecuencia de 1 Hz.

b) Idem anterior pero en el eje y gráfica ahora el ángulo de desfasaje de la señal de salida respecto de la entrada.

El desfasaje calculado es de 139° en la fc.

7) En la primer gráfica marcar la región de paso de banda, la frecuencia de corte, y mediante mediciones logradas a partir de la tabla y/o obtenidas mismo de la gráfica calcular la pendiente de atenuación del filtro expresándolo en dB/dec. En la segunda gráfica marcá cuanto desfasa el filtro a la frecuencia de corte. Asimismo y en ese mismo gráfico marcá cuánto desfasa el filtro una década por encima y por debajo de la frecuencia de corte.

8) fc = 92Hz

10) Filtro pasa altos

3) 

Vpp = 1.4V

Ganancia en veces = 7

Ganancia en dB = 16.9dB

Grados sexagesimales = 180º

4): 5)

fc (practica) = 1.47KHz

fc (teorica) = 1.53KHz

6) En base a esta tabla realizá dos gráficas:

a) Una gráfica donde se muestre la variación de la ganancia expresada en dB (eje y), en función de la frecuencia (eje x). Para ello usá un gráfico semilogarítmico. Eje y lineal, eje x expresado en décadas (también llamado decádico) comenzando con una frecuencia de 1 Hz.

b) Idem anterior pero en el eje y gráfica ahora el ángulo de desfasaje de la señal de salida respecto de la entrada.


El desfasaje calculado es de 182º en la fc.

7)

8) fc = 1.53KHz

11) El punto 11 no pudimos hacerlo por falta de conocimientos. Si se nos da el tiempo, lo podremos presentar para el miercoles siguiente.

Conclusiones


En esta practica observamos la teoría de los filtros pasa bajos y los filtros pasa altos. En el TP nos pedian realizar los calculos de la frecuencia de corte, lo cual observamos que en la teoria y en la practica, varian. Con los aparatos del laboratorio observamos todas las otras mediciones.

TP N° 9 Fuentes Reguladas de Tension

Introducción Teória


Una fuente regulada de tension utiliza una realimentacion negativa que detecta de un modo instantaneo las variaciones de tension de salida. actuando como control que las corrige automaticamente.
La regulacion puede ser serie o paralelo:


Regulacion serie: Una fracción de la tensión de salida, m V_s, es comparada con una tensión de referencia V_R.La diferencia de las dos es amplificada por el amplificador de error y aplicada al control.
Si V_R = m V_s => El control no actúa.
Si V_R <>s => El control debe conducir menos para disminuir la tensión a la salida.Si V_R > m V_s => El control debe conducir más para aumentar la tensión a la salida.

Regulacion Paralelo: En este montaje, el control trabaja en corriente (la regulacion serie lo hace en tension), siendo Rs la encargada de producir la caida de tension necesaria.
El comparador compara una fraccion de la tension de salida, m Vs, con una tension de referencia VR. La diferencia entre estas dos es amplificada por el amplificador de error y aplicada al control.
Si V_R = m V_s => El control no actúa.
Si V_R > m V_s => El control debe conducir menos, para, al drenar menos corriente por R_S, disminuir la caída de tensión en ésta y aumentar la de salida.
Si V_R <>s => El control debe conducir más para, al drenar más corriente por R_s, aumentar la caída en ésta y disminuir la salida.

Desarrollo de la Practica:

1) Armar el siguiente ciurcuito

2) Varia la tensión de entrada entre 4 y 10 volts y registra para cada valor la tensión de salida en una tabla. Dibuja Vo (Vi)
Responde el siguiente cuestionario:

a. ¿A parir de que valor de tensión de entrada el circuito regula?

A partir de 6,5v
b. ¿Qué es la tensión drop-out?

Es la diferencia entre la Vi y la Vo
c. Esta tensión, ¿es la misma para todas las fuentes reguladas integradas?

No, depende de cada integrado
d. Investiga e informa por lo menos tres fuentes reguladas integradas que mejoren el valor de drop-out del 7805. Para este punto deberás crear un cuadro comparativo señalando: Tensión de drop-out, Máxima tensión de entrada, costo aproximado y proveedor en el pais.


LM2931: Dropout=1,7V / Vimáx=30V
LM2935 (National Semiconductor): Dropout=0,6V / Vimáx=60V
LT1020 (Linear Technology): Dropout=0,6V / Vimáx=36V

78L05: Dropout=1,7V / Vimáx=30V


3) Aumenta gradualmente la carga, utilizando cuatro resistores de 150 Ohms. Mide la tensión de drop-out la tensión de salida y la corriente por la carga. Construye una tabla que contendrá los valores medidos. Calculá en cada caso las potencias disipadas por el integrado y por la carga, agregándolas a la tabla.



4) Graficá tensión de salida en función de la carga

5) En un mismo gráfico representá la potencia disipada por el integrado y la disipada por la carga en función de la resistencia de carga.

6) Determiná y justifica cuál debería ser la tensión de entrada al integrado.




Deberá ser la Tensión de salida sumada a la Tension de Drop-out (6,5V).


Conclusión:


        En este trabajo hemos observado el funcionamiento de las fuentes reguladas de tension con una determinada familia de reguladores, 78xx. Particularmente, utilizamos el 7805, el cual regula la tension en 5V. 
        Esta familia, como podemos observar, nos da la tension a regular en las ultimas dos cifras del regulador (7805, 7818, etc.). 
       Tambien, adquirimos el concepto de tension de drop-out, que es la diferencia entre Vo y Vi.

T.P. N° 7 Comparadores

Introducción teórica


Un comparador es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar dos señales de entrada y variar la salida en función de cuál es mayor.

En un circuito electrónico, se llama comparador a un amplificador operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia.

Como todo amplificador operacional, un comparador estará alimentado por dos fuentes decorriente contínua (+Vcc, -Vcc). El comparador hace que, si la tensión de entrada en el borne positivo (en el dibujo, V1) es mayor que la tensión conectada al borne negativo (en el dibujo, V2), la salida (Vout en el dibujo) será igual a +Vcc. En caso contrario, la salida tendrá una tensión -Vcc.

Funcionamiento del comparador

Estudiemos el siguiente circuito:

En este circuito, se alimenta el amplificador operacional con dos tensiones +Vcc = 15V y -Vcc = -15 V. Se conecta la patilla V+ del amplificador a masa (tierra) para que sirva como tensión de referencia, en este caso 0 V. A la entrada V- del amplificador se conecta una fuente de tensión (Vi) variable en el tiempo, en este caso es una tensión sinusoidal.

Hay que hacer notar que la tensión de referencia no tiene por qué estar en la entrada V+, también puede conectarse a la patilla V-, en este caso, se conectaría la tensión que queremos comparar con respecto a la tensión de referencia, a la entrada V+ del amplificador operacional.

A la salida (Vo) del amplificador operacional puede haber únicamente dos niveles de tensión que son en este caso 15 o -15 V (considerando el AO como ideal, si fuese real las tensiones de salida serían algo menores).

• Cuando la tensión sinusoidal Vi toma valores positivos, el amplificador operacional se satura a negativo; esto significa que como la tensión es mayor en la entrada V- que en la entrada V+, el amplificador entrega a su salida una tensión negativa de -15 V

Desarrollo de la practica


1) Se armó el circuito pedido


Vo -> Vs+ => V1>V2
           Vs- => V1<V2


2) Se calibró V2 en 6,88V, entonces cuando tapamos LDR V1>V2, por eso se prende la lámpara.


3) Se vuelve inestable.


4)


a) No, porque cuando acerco la lámpara, abre y cierra el relay.


b) Si.


c) No, porque el relay estaría abriendo y cerrando todo el tiempo. Para el día y la noche, si funciona.


6) Al agregar al ciruito dos resistencias, generamos otra tension de referencia, la nos da un sistema estable.Al tapar el  sensor, no ocurre nada.

7)


3. No se produce el parpado


4-a. El sist. es estable
   b. --
   c. Si, porque al tener la realimentación, logramos un segundo nivel de ref.


Conclusiones


        En este TP vimos comparadores analogicos, sobre todo el LM324. 
        Observamos que pueden ser sistemas estables como inestables. La estabilidad del circuito se genera a partir de una menor histeresis. Esto se gra obteniendo otra tension de referencia, gracias a complemetar el circuit con resistores.

T.P. N° 6 Restador

Introducción teórica

LM 741
        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.
        Sus características mas destacadas son las siguientes:

• No requiere compensación en frecuencia.
• Esta protegido contra cortocircuitos.
• Tiene capacidad para anular el voltaje de offset.
• Posee un alto rango de tensión en modo común y voltaje diferencial.

Aplicaciones: Este CI tiene muy diversas aplicaciones, utilizándose mas usualmente en: seguidores de tensión  amplificadores no inversores, amplificadores inversores, integradores y diferenciadores.

Desarrollo de la practica

1)

 

Si Vref = 1V

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

3) Ajustando Vc = 1V y Vo = 0V; se comprobó la correcta simulación de Tº = 30º 

    Ajustando Vc = 3V y Vo = 5V; se comprobó la correcta simulación de Tº = 40º 

    ´

      Vref        Vc      Vo

     1.09V    1.1V   10mV

     1.09V    3.2V   4.97V

4)

Conclusiones

       En este TP vimos el funcionemiento del LM741 en la configuracion de restador. Observamos que la tension de salida depende directamente de la Vc.

T.P. N° 5 Amplificadores Operacionales

Introducción teórica

LM 741
        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.
        Sus características mas destacadas son las siguientes:

• No requiere compensación en frecuencia.
• Esta protegido contra cortocircuitos.
• Tiene capacidad para anular el voltaje de offset.
• Posee un alto rango de tensión en modo común y voltaje diferencial.

Aplicaciones: Este CI tiene muy diversas aplicaciones, utilizándose mas usualmente en: seguidores de tensión  amplificadores no inversores, amplificadores inversores, integradores y diferenciadores.

TL081

         No presenta grandes diferencias con el LM741.

Características:

• Baja corriente de entrada.
• Amplio ancho de banda.
• Baja corriente de alimentación.
• Alta impedancia de entrada
• Compatibilidad con otros amplificadores operacionales (LM741).

  
Desarrollo de la practica

1) Se armo el circuito pedido en un protoboard.

2)

Vs (V)	Vo (V)
-1	-10,90	Sat.
-0,8	-10,89	Sat.
-0,6	-10,88	Sat.
-0,4	-10,87	Sat.
-0,2	-10,87	Lineal
0,0	110 mV	Offset
0,2	10,87	Lineal
0,4	10,88	Sat.
0,6	10,87	Sat.
0,8	10,87	Sat.
1	10,87	Sat.

 3)

					Vo (V)
						10,90
-1						110 mV				1		Vs (V)
				-10,88

4) Reformamos el circuito poniendo un resistor de 10KΩ, logramos la menor tensión de offset, ya que nunca podra ser 0V.

5)

Para anular el offset pusimos un resistencia del valor R1//R2,consiguiendo a la salida un valor de 9mV. Esta tensión nunca sera nula.

Al poner esta resistencia, levantamos la tensión en V+ haciendo que funcionen los generadores inferiores de corriente. Con estos generadores por R3 circula Ib-Io/2, por ende V+=(Ib-Io/2)R3, V- =V+.

Por R1 y R2 circulan corrientes contrarias a las anteriores.

Esta corrección del offset no cambia la ganancia, porque esta depende de la resistencia de realimentación.

6) Se verifico que al poner una Vi=190mV,obtenemos a la salida una tension Vo=2.86V e invertida la fase. Con respecto a la ganancia, se mantiene constante (Gp=15.05; Gt=11) aunque calibremos la frecuencia a 1KHz.

7) No existe ninguna diferencia entre el funcionamiento del circuito con elLM741 y el TL081.

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)Zi=10KΩ

10) Se diseño el circuito pedido. Los componentes externos utilizados fueron Rl=1KΩ; R1=2.7KΩ; R2=47KΩ. Nos basamos en la elección de estos coponentes en la ganancia pedida.

11)  

     Vo = 20,2Vpp 

     Vi = 968mV

     G = 20.868

     GdB = 26.89dB

12) 

Conclusiones

         En este TP observamos el funcionamiento del Amplificador Operacional Real. Observamos que existe una tensión "indeseada", la tensión de Offset. Esta tensión se produce por las distintas diferencias entre los componentes internos del amplificador.

         También vimos que la ganancia no depende solo de la resistencia en la realimentación y en un terminal del amplificador, sino que cuando subimos la frecuencia de entrada,esta ganancia también cambia.

         Los contenidos de este TP se basa en los amplificadores inversores y en los no inversores.