Trabajo Practico n°10: Filtros de Señal

Introduccion Teorica

Filtros pasa bajos: 

Un filtro pasa bajo corresponde a un filtro caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas. El filtro requiere de dos terminales de entrada y dos de salida, de una caja negra, también denominada cuadripolo o bipuerto, así todas las frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida solo estarán presentes las que permita pasar el filtro. De la teoría se obtiene que los filtros están caracterizados por sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo.

Filtros pasa altos:

Un filtro paso alto (HPF) es un tipo de filtro electronico en cuya respuesta en frecuencia se atenúan las componentes de baja frecuencia pero no las de alta frecuencia, éstas incluso pueden amplificarse en los filtros activos. La alta o baja frecuencia es un término relativo que dependerá del diseño y de la aplicación. 

Desarrollo de la Practica

Filtros pasa bajos:

4)

5)

Filtro pasa altos


3)

4)

5)

11)

Conclusiones

 Realizando los cálculos teóricos de los diferentes puntos de la guía notamos que la fc (frecuencia de corte) tiene una pequeña diferencia en comparación con la frecuencia que de la práctica.

Mediante el osciloscopio observamos los defasajes de las distintas señales.

Atraves de la practica pudimos verificar el correcto funcionamiento de los filtros pasa bajos y pasa altos.

Trabajo Practico n°9 : Fuentes Reguladas Integradas

Introduccion Teorica

Un regulador de tensión (a veces traducido del inglés como regulador de voltaje) es un dispositivo electrónico diseñado con el objetivo de proteger aparatos eléctricos y electrónicos sensibles a variaciones de diferencia de potencial o voltaje y ruido existente en la corriente alterna de la distribución eléctrica. Los reguladores de tensión están presentes en las fuentes de alimentación de corriente continua reguladas, cuya misión es la de proporcionar una tensión constante a su salida. Un regulador de tensión eleva o disminuye la corriente para que el voltaje sea estable, es decir, para que el flujo de voltaje llegue a un aparato sin irregularidades. Esto, a diferencia de un "supresor de picos" el cual únicamente evita los sobre voltajes repentinos (picos). Un regulador de voltaje puede o no incluir un supresor de picos.
Un protector de picos consta de los siguientes componentes:
Un fusible o un protector termomagnético que desconecta el circuito cuando se está sobrepasando el límite de corriente, o en caso de un cortocircuito.
Un transformador.
Resistencia variable.
Diodo Zener también conocido como diodo de supresión de voltaje.
Necesidad de regulación
La tensión que llega a las tomas de corriente de los hogares, no es adecuada, en general, para alimentar los aparatos electrónicos, ya que es una tensión cuyo valor y sentido de circulación cambia periódicamente. La mayoría de los circuitos electrónicos necesitan una tensión de menor amplitud y valor continuo en el tiempo. Lo primero que se hace es reducir esta tensión con un transformador, después se rectifica para que circule en un solo sentido, y luego se añade un filtro que absorberá las variaciones de tensión; todos estos bloques componen la fuente de alimentación regulada básica. Para circuitos más sensibles o para dar una alimentación de mayor calidad, se hace necesaria la inserción en la fuente de alimentación del bloque regulador de tensión, el cual va a proporcionar una tensión constante, además de disminuir el pequeño rizado que queda en la tensión tras pasar por el filtro.

Desarrollo de la Practica

Armar el siguiente circuito:

 

 2)

2.a) La tension de entrada necesaria debe ser mayor a la tension a mantener. En este caso la tension a mantener es de 5V, por lo tanto la entrada es aproximadamente de 7V.

b) La tension de drop-out, es la diferencia de la tension Vi y Vo ( Vo-Vi). 

c) Esto no es asi , ya que la tension de drop-out depende de cada fuente regulada integrada.

d)

3)

 4)

5)

6) Es la tension de salida mas la tension del integrado.

Conclusiones

Mediante la práctica se pudo observar el funcionamiento del Regulador de Tensión 7805. El 78L05 regula a partir de los 7v. según la práctica. La tensión drop-out es la mínima diferencia de tensión entre la entrada y la salida dentro de la cual el circuito es todavía capaz de regular la salida. Esta tensión no es la misma para todas las fuentes reguladas integradas. 

T.P. Nº8 - Sistemas Secuenciales

Objetivos de la práctica

Informar adecuadamente la actividad desarollada en este trabajo practico.

Conocer el funcionamiento de un sistema secuencial.

Diseñar un contador BCD con controles de cuenta.

Introducción Teórica

A diferencia de los sistemas combinacionales, en los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno. El sistema secuencial más simple es el biestable, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizado actualmente.

La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de reloj. A éstos se los denomina "síncronos" o "sincrónicos", a diferencia de los "asíncronos" o "asincrónicos" que son aquellos que no son controlados por señales de reloj.

Sincrónicos:

son aquellos en los cuales todos los flip-flops que los componen son disparados sincrónicamente por los pulsos de entrada.

Asincrónicos:

son aquellos en que no todos los flip-flops que lo componen son disparados sincrónicamente por los pulsos de entrada, sino que algunos de ellos reciben su disparo por otro mecanismo, por ejemplo la salida de otro flip-flop del contador.

También los podemos clasificar desde el punto de vista de la secuencia de estados por la que atraviesa, en contadores ascendentes , descendentes y bidireccionales.

Ascendentes:

Son aquellos en los que los sucesivos pulsos de entrada los hacen evolucionar desde un estado inicial, que corresponde a cuenta nula, hasta un estado terminal, que corresponde a cuenta máxima, es decir, los que cuentan hacia arriba. También se los llama aditivos o progresivos.

Descendentes:

Son aquellos en los que los sucesivos pulsos de entrada los hacen evolucionar desde un estado inicial, que corresponde a cuenta máxima, hasta un estado terminal, que corresponde a cuenta nula, es decir, los que cuentan hacia abajo. También se los llama sustractivos o regresivos.

Bidireccionales:

Son aquellos que pueden operar tanto en forma progresiva como regresiva.

Los contadores son muy usados en el conteo de eventos, o de pulsos de reloj, y como divisores de frecuencia.

Decodificador

Los decodificadores son dispositivos lógicos cuyas entradas presentan una combinación de ceros y unos que identifican y seleccionan a una de las varias salidas que posee; la salida así seleccionada pasa al nivel activo, mientras que todas las otras salidas quedan en el nivel inactivo. Por esta característica que tienen las entradas de seleccionar una de las salidas, se la suele denominar también entradas (o líneas) de selección o de dirección.

En este caso utilizamos un decodificador de BCD natural a 7 segmentos.

Práctica

Materiales necesarios:

Modulo diseñado en el TP1

1 Circuito integrado CD4013

1 Circuito integrado CD4510

2 Micropulsadores 

Resistores varios

Capacitores varios 

Simulación del circuito:

Concluciones

Podemos decir que este circuito resulta fácil de construir, y no es muy costoso. Es súmamente útil para realizar una cuenta ascendente o descendente, para cualquier fin que se necesite.

T.P. Nº 7 - Comparadores Analógicos

Objetivos de la práctica

Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo práctico.
Conocer el funcionamiento de un amplificador operacional de tensión como comparador.
Implementar un sistema de control On-Off.

Evaluar el uso de la histéresis para compensar el comportamiento del sistema.

Introducción Teórica

 Comparador

• Esta es una aplicación sin la retroalimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos.
• 

Práctica

Materiales necesarios:

- LDR

-LM324

-1N4007

-LAMP.

-Relay

-Pot. 1K Ohm

-Resistores

-BC337

Circuto a armar:

Circuito en el protoboard:

Circuito realimentador 

                                            



3) Al acercar la lampara al sensor el sistema se vuelve inestable, por lo tanto la lampara se prende y se apaga.


4.a) El sistema no es estable, porque a media luz se prende y se apaga la lampara.


b) La inestabilidad es periodica.


c) No usaria el circuito ensayado para hacer un control de luz crepuscular debido a que al tener una minima luz se prenderia y apagaria.
6)  Al modificar el circuito, con las dos resistencias, se convierte en un circuito estable, en el cual no ocurre nada cuando el sensor esta tapado parcialmente. Al tapar el sensor completamente enciende la lámpara y al destapar completamente la apaga.
7. Modificando el circuito como indica la figura se podria decir que:
a) La lampara se prende.
b) El circuito es estable.
c) La inestabilidad no es periodica.
d) Si, se podria usar para un controlador de luz crespucular.


Concluciones. 
    Comprobamos que este circuito, se puede utilizar de forma estable e inestable. Agregando dos resistencias, lo convertimos en un circuito estable, donde pudimos ver que se convertia en estable.

La práctica desarrollada utiliza un amplificador operacional en su disposición de comparador para realizar un circuito simple en el cual se prende la luz de la lámpara cuando se tapa la luz que le llega al LDR

T.P. Nº6 - Restador

Objetivos de la práctica

Aprender la configuración de RESTADOR de un amplificador operacional 741. 

Introducción Teórica

El amplificador operacional restador básico puede considerarse que está formado por un amplificador operacional inversor y por otro amplificador operacional no inversor.

Práctica

Vo=Rf / R1 x (V2-V1)

 



Grafica de Vo(Vc)

                                           Conclusiones      

Aprendimos la configuración de un amplificador operacional en RESTADOR.

     

   

T.P. Nº5 - Amplificadores Operacionales

Objetivos de la práctica

Levar a la práctica las configuraciones del amplificador operacional , INVERSOR , NO INVERSOR, y BUFFER.

Introducción Teórica

Un amplificador operacional , es un circuito  integrado que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):
Vout = G·(V₊ − V₋)  

Originalmente los A.O. se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre. 

El A.O. ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero.

 Configuraciones a utilizar en esta práctica:

Inversor

No inversor

Buffer

El buffer es un caso especial del amplificador no inversor. Si en el lazo de realimentación se anula el valor del resistor su ganancia queda limitada 0 dB.

Amplificador Operacional 741

Amplificador Operacional TL081

 

Actividades

Materiales necesarios para la práctica:

• Circuito integrado LM741
• Circuito integrado TL081
• Resistores:5K6,150K,10K,1K,
• 2 Capacitores de 100uF x 25V
• 2 Capacitores de 100nF 
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Desarrollo de la práctica

Para eliminar la tensión de offset realizamos el siguiente circuito.

Colocamos un resistor en el terminal no inversor para ayudar a disminuir la tensión de offset, de este modo reducimos la corriente de base del amplificador operacional.
Esto no afecta al cálculo de la ganancia de tensión porque esta depende teórica y prácticamente del realimentador, siendo Av=1/Beta. Ajustamos el generador para que entregue una señal senoidal Vs=50 mVpp (pico a pico) con una frecuencia de 1KHz, así vemos que la fase de la señal de entrada es opuesta a la de salida y que la ganancia de tensión se mantiene constante a pesar de imponerle una señal senoidal de 1KHz.

 

Reemplazamos al LM781 por el TL081 y encontramos una disminución en la tensión de saturación.

Por último, ajustamos el generador de señales en 1 KHz y medimos la impedancia de entrada del amplificador inversor desde los terminales de entrada Vs, utilizando el método de la máxima transferencia de energía y dió como resultado 7.56 K.

Amplificador No Inversor:
Usando un amplificador operacional, diseñamos un amplificador no inversor que gane en tensión 26 dB sobre una carga de 1 KOhm, en un rango de frecuencias que va desde continua hasta 1 KHz. La tensión máxima de entrada es de 1 Vpp.

Conclusiones del T.P.:

En este T.P. pudimos conocer las configuraciones básicas del amplificador operacional.

A medida que aumentabamos la frecuencia del amplificador disminuía el valor pico de la señal.