Experiencias sobre amplificadores operacionales

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Objetivos: • • • Diseñar y montar un comparador schmitt trigger. Aplicar el diseño del comparador schmitt trigger para diseñar un generador de onda cuadrara a partir de una onda senoidal. Utilizar el generador de onda cuadrada para generar una onda triangular integrando la salida del comparador por medio de un integrador.

Materiales utilizados • • • • • Protoboard 2 Amplificadoresoperacionales ua741 Generador de señales Fuentes de corriente continua Componentes

Desarrollo de la experiencia 1) Generador de onda cuadrada • • Se monta el circuito mostrado y se pone como entrada una señal senoidal conocida. Se analiza en el osciloscopio la salida.
VCC 10V XFG1 R4 10k
7 3 6 2 1 5

U1 R1 600

C1 1µF

4

UA741CD

R3 500

D2 BZW03-C120 XSC1

VEE GND -10V R2 10k

D1BZW03-C120
A + _ + B _

Ext Trig + _

GND

2) Generador de onda triangular • • Se monta el circuito mostrado y se pone como entrada una señal senoidal conocida. Se analiza en el osciloscopio la salida.
R7 1k C2 VCC 10V XFG1 R4 10k
7 3 6 2 1 5

1µF VCC 10V GND R6
7 3 6 2 1 5

U2

U1 R1 600 220 R5 150k

4

C1 1µF

4

UA741CD

R3 500

D2 BZW03-C120 VEE -10V D1 BZW03-C120UA741CD

XSC1
Ext Trig + _ A + _ + B _

GND VEE -10V

R2 10k

GND

Señales de salida obtenidas Onda cuadrada

Vo= 6.3Vpp

Onda triangular

Vo = 24mVpp

Conclusión Para el diseño del schmitt trigger se tuvo que tener en cuenta la curva de histéresis con sus respectivos voltajes de disparo, esto influye en el ancho de la onda cuadrada. Para el integrador se tuvo en cuenta solo eldiseño básico y la resistencia de la entrada inversora del amp op que influye en la amplitud de la onda triangular. Los experimentos tuvieron una dificultad de diseño en la parte del schmitt trigger pero que se pudieron salvar teniendo en cuenta algunos criterios básicos que se dejaron pasar. Se obtuvieron resultados favorables en la experiencia.

Universidad Nacional de Asunción

Facultad deIngeniería
Ingeniería Electrónica Electrónica Aplicada II Tema:
El comparador SCHMITT TRIGGER

Integrantes Miguel Mendieta Daniel García Diego Arce Año 2011

El comparador SCHMITT TRIGGER
Un Schmitt trigger cambia su estado de salida cuando la tensión en su entrada sobrepasa un determinado nivel; la salida no vuelve a cambiar cuando la entrada baja de ese voltaje, sino que el nivel detensión para el cambio es otro distinto, más bajo que el primero. A este efecto se conoce como ciclo de histéresis. Ésta es la principal diferencia con un comparador normal, que es un simple amplificador operacional sin realimentación, y que su salida depende únicamente de la entrada mayor. El trigger Schmitt usa la histéresis para prevenir el ruido que podría solaparse a la señal original y quecausaría falsos cambios de estado si los niveles de referencia y entrada son parecidos. Para su implementación se suele utilizar un amplificador operacional realimentado positivamente. Los niveles de referencia pueden ser controlados ajustando las resistencias R1 y R2:

Por ejemplo, si el trigger inicialmente está activado, la salida estará en estado alto a una tensión Vout = +Vs, y las dos resistenciasformarán un divisor de tensión entre la salida y la entrada. La tensión entre las dos resistencias (entrada +) será V+, que es comparada con la tensión en la entrada −, que supondremos 0V (en este caso, al no haber realimentación negativa en el operacional, la tensión entre las dos entradas no tiene porque ser igual). Para producir una transición a la salida, V+ debe descender y llegar, al menos,a 0V. En este caso la tensión de entrada es:

Llegado este punto la tensión a la salida cambia a Vout=−Vs. Por un razonamiento equivalente podemos llegar a la condición para pasar de −Vs a +Vs:

Con esto se hace que el circuito cree una banda centrada en cero, con niveles de disparo ±(R1/R2)VS. La señal de entrada debe salir de esa banda para conseguir cambiar la tensión de salida. Si R1...
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