Amplificadores Operacionales
Páginas: 9 (2146 palabras)
Publicado: 14 de febrero de 2013
Amplificadores Operacionales
Objetivo
Se pide: Diseñar los circuitos correspondientes para obtener la señal 2 y la señal 3 de la señal 1, de acuerdo al grá co 1. Tener especial cuidado en al ubicación de los oset de cada señal. Diseñar el circuito con una impedancia de entrada de 15 [kΩ]. Establecer el nivel de CC de la señal 2 con una referencia de precisión con un buer. Incluir en elinforme:
Hoja de datos de los componentes utilizados. Análisis breve de los parámetros que en ellas guren. Circuito completo. Pautas y cálculos para el diseño de cada etapa. Observaciones sobre aspectos relevantes del funcionamiento. Análisis de la relación de fase existente entre la entrada y la salid de
cada etapa. Determinar la impedancia de salida del sistema.
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Figura1: Grá co de Señales
3
Desarrollo
En el siguiente trabajo se desarrollará el diseño de un circuito modi cador de señal según los requerimientos de la gura 1. Para lo cual se empleará el intregado TL084 : Un array de cuatro ampli cadores operacionales de tecnología Bi-Fet de propósitos generales.
Diseño
Se diseñó un circuito modi cador de señal en cascada, del cual se toman salidasparciales que cumplen con las exigencias del práctico. Esto se puede ver gra camente en la gura 2.
Figura 2: Esquema General
Adapación de Impedancia de Entrada
Se incorporó en la entrada del sistema un ampli cador operacional en su con guración de seguidor de tensión, para con él establecer la impedancia de entrada en 15 [kΩ], lo que se muestra en la gura 3. Esta con guración no modi ca nila amplitud ni la frecuencia de la señal de entrada.
Figura 3: Conexión - Señal S0 4
En la gura 4 se observa la señal de salida del adaptador de impedancia S0 , V simulada con una base de tiempo de 200 [µs] y una amplitud de 1 div .
Figura 4: Señal S0
Tensión de Referencia
Se emplea un zener programable integrado TL431 para obtener un nivel de tensión de precisión para ajustar ennivel de continua de las señales. Este integrado suministra una tensión de 3, 00 [V ] la cual se acondiciona a necesidad, mediante la ganancia del sumador. El esquema del circuito se muestra en la gura 5.
Figura 5: TL431
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Señal 1
son idénticas. De acuerdo a la expresión de la ganancia de un AO con gurado como restador inversor, calculamos todas las resitencias.
S1 = R7 R7 · S0 − ·Vref R6 R8
La señal 1 (S1 ) tiene la misma forma y amplitud que la señal de entrada (S0 ), pero está desplazada −1 [V ]. Para lograr este desplazamiento se utiliza un restador inversor, donde se resta una señal de continua de 1 [V ] a S0 . La ganancia total de esta etapa debe ser 1, ya que la amplitud de S0 y S1
Para tener ganancia igual a la unidad, todas las resitencias deben ser iguales. Seelige 10 [kΩ]. En las guras 6 y 7 se muestra el diagrama de conexión y la señal S1 , simulada V con una base de tiempo de 200 [µs] y una amplitud de 1 div , respectivamente.
Figura 6: Conexión - Señal S1
Figura 7: Señal S1 6
Señal 2
La señal 2 (S2 ), es una señal triangular de igual frecuencia que la señal de entrada y su valor de tensión pico a pico es de 5, 5 [V ] y estadezplazada −1, 5 [V ]. Para obtener dicha señal S2 de la señal S1 , se contruye un circuito integrador en una primera etapa y luego por medio de una segunda etapa se corrige el nivel de tensión de continua. De acuerdo a las ecuaciones del integrador se calculó el valor de las resistencias jando la capacidad arbitrariamente en 56 [nF ].
R10 ≥ 10 2π · f · C2
S1 S2 −S1 =− ⇒ R9 = T R9 · C 2 f · S2 · C2En las guras 8 y 9 se muestra el diagrama de conexión y la señal S2 , simulada V con una base de tiempo de 200 [µs] y una amplitud de 2 div , respectivamente.
Figura 8: Conexión - Señal S2
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Figura 9: Señal S2
Señal 3
La señal 3 es, nuevamente, una señal rectangular con un amplitud pico a pico de 3 [V ]. Para lograr ésta señal se implementa un circuito derivador y a continuación,...
Objetivo
Se pide: Diseñar los circuitos correspondientes para obtener la señal 2 y la señal 3 de la señal 1, de acuerdo al grá co 1. Tener especial cuidado en al ubicación de los oset de cada señal. Diseñar el circuito con una impedancia de entrada de 15 [kΩ]. Establecer el nivel de CC de la señal 2 con una referencia de precisión con un buer. Incluir en elinforme:
Hoja de datos de los componentes utilizados. Análisis breve de los parámetros que en ellas guren. Circuito completo. Pautas y cálculos para el diseño de cada etapa. Observaciones sobre aspectos relevantes del funcionamiento. Análisis de la relación de fase existente entre la entrada y la salid de
cada etapa. Determinar la impedancia de salida del sistema.
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Figura1: Grá co de Señales
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Desarrollo
En el siguiente trabajo se desarrollará el diseño de un circuito modi cador de señal según los requerimientos de la gura 1. Para lo cual se empleará el intregado TL084 : Un array de cuatro ampli cadores operacionales de tecnología Bi-Fet de propósitos generales.
Diseño
Se diseñó un circuito modi cador de señal en cascada, del cual se toman salidasparciales que cumplen con las exigencias del práctico. Esto se puede ver gra camente en la gura 2.
Figura 2: Esquema General
Adapación de Impedancia de Entrada
Se incorporó en la entrada del sistema un ampli cador operacional en su con guración de seguidor de tensión, para con él establecer la impedancia de entrada en 15 [kΩ], lo que se muestra en la gura 3. Esta con guración no modi ca nila amplitud ni la frecuencia de la señal de entrada.
Figura 3: Conexión - Señal S0 4
En la gura 4 se observa la señal de salida del adaptador de impedancia S0 , V simulada con una base de tiempo de 200 [µs] y una amplitud de 1 div .
Figura 4: Señal S0
Tensión de Referencia
Se emplea un zener programable integrado TL431 para obtener un nivel de tensión de precisión para ajustar ennivel de continua de las señales. Este integrado suministra una tensión de 3, 00 [V ] la cual se acondiciona a necesidad, mediante la ganancia del sumador. El esquema del circuito se muestra en la gura 5.
Figura 5: TL431
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Señal 1
son idénticas. De acuerdo a la expresión de la ganancia de un AO con gurado como restador inversor, calculamos todas las resitencias.
S1 = R7 R7 · S0 − ·Vref R6 R8
La señal 1 (S1 ) tiene la misma forma y amplitud que la señal de entrada (S0 ), pero está desplazada −1 [V ]. Para lograr este desplazamiento se utiliza un restador inversor, donde se resta una señal de continua de 1 [V ] a S0 . La ganancia total de esta etapa debe ser 1, ya que la amplitud de S0 y S1
Para tener ganancia igual a la unidad, todas las resitencias deben ser iguales. Seelige 10 [kΩ]. En las guras 6 y 7 se muestra el diagrama de conexión y la señal S1 , simulada V con una base de tiempo de 200 [µs] y una amplitud de 1 div , respectivamente.
Figura 6: Conexión - Señal S1
Figura 7: Señal S1 6
Señal 2
La señal 2 (S2 ), es una señal triangular de igual frecuencia que la señal de entrada y su valor de tensión pico a pico es de 5, 5 [V ] y estadezplazada −1, 5 [V ]. Para obtener dicha señal S2 de la señal S1 , se contruye un circuito integrador en una primera etapa y luego por medio de una segunda etapa se corrige el nivel de tensión de continua. De acuerdo a las ecuaciones del integrador se calculó el valor de las resistencias jando la capacidad arbitrariamente en 56 [nF ].
R10 ≥ 10 2π · f · C2
S1 S2 −S1 =− ⇒ R9 = T R9 · C 2 f · S2 · C2En las guras 8 y 9 se muestra el diagrama de conexión y la señal S2 , simulada V con una base de tiempo de 200 [µs] y una amplitud de 2 div , respectivamente.
Figura 8: Conexión - Señal S2
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Figura 9: Señal S2
Señal 3
La señal 3 es, nuevamente, una señal rectangular con un amplitud pico a pico de 3 [V ]. Para lograr ésta señal se implementa un circuito derivador y a continuación,...
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