CIRCUITO LIMITADORES Y ENCLAVADORES CON DIODOS

Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

CIRCUITOS LIMITADORES LIMITADORES Y ENCLAVADORES CON DIODOS:

1. Obje Objeti tivo vos: s: -

Analiz Analizar ar y estu estudia diarr el com compor portam tamien iento to de de los los diodos diodos semiconductores como limitadores y enclavadores.

2. Introd!!i" Introd!!i"n n Te"ri! Te"ri!#: #: Gracias a lo aprendido tanto en clase como en las experiencias de laboratorio, sabemos que se pueden utilizar diodos para cambiar la apariencia de una forma de onda aplicada. En esta experiencia, aprenderemos de lo que trata un circuito limitador (o también llamado recortador) y un circuito enclavador (o también llamado suetador).

CIRCUITOS RECORTADORES: !os recortadores son redes que emplean diodos para "recortar# una parte de una se$al de entrada sin distorsionar la parte restante de la forma de onda aplicada. %or eemplo, el recti&cador de media onda es un eemplo claro de un circuito recortador usando un resistor y un diodo. 'ependiendo de la orientacin del diodo, se "recorta# la rein positiva o neativa de la se$al aplicada. Existen dos tipos de recortadores, en serie y en paralelo. !a con&uracin en serie es aquel en donde el diodo est* en serie con la cara, mientras que la con&uracin en paralelo, el diodo est* en paralelo con el resistor.

%*ina +


CON$I%URACION EN SERIE:

Es un eemplo de circuitos recortadores en con&uracin en serie, dando forma a la onda alterna con distintos tipos de se$ales.

uando se le adiciona una fuente ', puede tener un efecto en el an*lisis del recortador. !a respuesta no es tan obvia porque la fuente de cd puede ayudar o ir en contra del voltae suministrado por la fuente y la fuente de cd puede estar en la rama entre la fuente y la salida o en la rama paralela a la salida. uando se analiza este tipo de circuitos, ay que tener en cuenta donde es que acta el voltae de salida, en el eemplo, acta directamente sobre el resistor /, después de eso, darnos cuenta si el diodo esta "encendido# o "apaado#, ya que la fuente cd aplicada va en contra del voltae aplicado, darnos cuenta si el voltae es su&ciente, es decir, el voltae de entrada debe ser mayor que 0 para que se pueda encender el diodo (recuerde que en el diodo ideal, el voltae de encendido es de 1 voltios). En eneral, podemos concluir que el diodo encender* con cualquier voltae de entrada mayor que 0 y estar* apaado con cualquier voltae de entrada menor que 0. 2 por ltimo, determinar el voltae aplicado que aa que cambie el estado del diodo de "encendido# a "apaado# y viceversa.

%*ina 3


CON$I%URACION EN &ARALELO: &ARALELO:

!a red en ese eemplo es la m*s sencilla de las con&uraciones de diodos en paralelo. El an*lisis es muy parecido al que se aplica a con&uraciones en serio.

%*ina 4


CIRCUITOS ENCLAVADORES: %*ina 5


6n suetador es una red compuesta de un diodo, un resistor y un capacitor que desplaza una forma de onda a un nivel de cd diferente sin cambiar la apariencia de la se$al aplicada. 7ambién 7ambién puede obtener desplazamientos desplazamientos adicionales introduciendo introduciendo una fuente de cd a la estructura b*sica. El resistor y el capacitor de la red deben ser eleidos de modo que la constante determinada por t8/ sea bastante rande para arantizar que el voltae a través del capacitor no se descarue sini&cativamente sini&cativamente durante el intervalo en que el diodo no conduce. !as redes suetadoras tienen un capacitor conectado directamente desde la entrada asta la salida con un elemento resistivo en paralelo con la se$al de salida. El diodo también est* en paralelo con la se$al de salida pero puede o no tener una fuente de cd en serie como un elemento areado.

%ara analizar este circuito, primero debemos examinar la espuesta de la parte de la se$al de entrada que polarizara en directa el diodo, durante el periodo en que el diodo esta "encendido#, supona que el capacitor se carara instant*neamente instant*neamente a un nivel de voltae determinado por la red circundante. En el an*lisis debemos suponer que durante el periodo en que el diodo esta "apaado# el capacitor se mantiene a su nivel de voltae establecido. A lo laro del an*lisis, no pierda de vista la ubicacin y polaridad de&nida para v 1 para arantizar que se obtenan los niveles apropiados.

%*ina 9


%*ina :


'. M#teri#(e M#teri#(es s ) E*i+o E*i+o ti(i,# ti(i,#do: do: -

;sciloscopio

-

-

Generador A

-

>uente '

-

7ransformador

-

/esi /esist sten enci cias as 5?1@ 5?1@,, +@ +@,, +1 +1@ @

-

%otencimetro +1 +1B@

-

apacitor 1.5?u>

-

'iodo iodos s ( dos dos +C +C5+5D y dos dos +C5115)

-

abl ables es con conec ecto torres y coa coaxi xial ales es

%*ina ?


%*ina D


-. &ro!e &ro!edi diien iento to:: A continuacin, mostraremos el procedimiento con los datos obtenidos racias a las mediciones de los instrumentos que utlizamos. +. 0eri&car los componentes componentes con el
/esistor es 7erico 7erico
/+

/3

5?1 @

+ @

5:4.: @

1. @

'iodos 'irecta (@) Fnversa (@)

7abla 7abla +.a /4 apacito res +1 @ 7erico . @

7abla 7abla +.b +C5115 '+ '3 :?D @ :?3 @  : <@  : <@

+

/5

1.5? u> 1.5D u>

3.3 @ 3.+ @

+C5+5D '4 ?34 @  : <@

'5 ?34 @  : <@

3. Fmplemen Fmplementar tar el el circuito circuito de la >iura >iura +.

%*ina 


a) Aplicar una se$al se$al senoidal senoidal con +: 0pp 0pp observando observando y dibuando las se$ales de entrada y salida para frecuencias de +11 Hz, + Hz, +1 Hz.

b) Fnvertir la polaridad de la fuente fuente 0r, y el diodo ('+) y proceda como en a).

%*ina +1


c) locar locar un diodo diodo en parale paralelo lo con /+ /+ de +1 @ @ al circuito circuito de la &ura + y repetir los pasos a) y b). -

%asos de a)

%*ina ++


-

%asos

de b)

%*ina +3


4. Fmplementar el circuito de la >iura 3.

a) Aplicar las mismas se$ales se$ales del del paso anterior. anterior. ;bservar ;bservar y dibuar las ondas de salida variando la fuente 0r.

b) Fnvertir la polaridad de la fuente 0r y el diodo, lueo proceda como en a). %*ina +4


5. Fmplemen Fmplementar tar el el circuito circuito de la >iura >iura 4.

a) Aplicar Aplicar una se$al se$al cuadrad cuadrada a de D 0 pico, obser observar var y dibuar dibuar las se$ales de entrada y salida para frecuencias de +11 HI, + Hz y +1 Hz.

%*ina +5


b) 0ariar ariar la fuente fuente 0r y repet repetir ir el paso paso a).

c) Fnvertir Fnvertir el diodo, diodo, manteni manteniendo endo 0r consta constante, nte, observe observe y dibue dibue las ondas de entrada y salida.

%*ina +9


d) Fnvertir el diodo y la fuente fuente continua 0r, lueo proceda como en en a).

%*ina +:


9. Fmplemen Fmplementar tar el el circuito circuito de la >iura >iura 5.

a) Aplicar Aplicar una se$al se$al cuadrada cuadrada de D 0pp observand observando o y dibuando dibuando las se$ales de entrada y salida para frecuencias de 39 Hz, +11 Hz y 911 Hz.

%*ina +?


b) olocar diodo (el +C5+5D) y repetir el paso anterior.

el otro

:. Fmplementar Fmplementar el circuito circuito de la >iura 9, tratando de sincronizar sincronizar la frecuencia del enerador como un mltiplo de :1 Hz, lorar la salida como muestra de la sinusoide aplicada con el transformador.

%*ina +D


%*ina +


%*ina 31


/. Cesti Cestion# on#rio rio $in#(: $in#(: 1) Presentar Presentar los resultad resultados os obtenidos obtenidos en el laboratori laboratorio o en forma ordenada indicando el circuito y las observaciones a que diera lugar. >FG6/A + •

3.A %ara +Hz

%ara +11Hz

%ara +1Hz

%*ina 3+


•

3.J %ara +Hz

%ara +11Hz

%ara +1Hz

%*ina 33


•

3. %AK;K 'E A

%AK;K 'E J

%*ina 34


>FG6/A 3

%*ina 35


•

4.A

4.J

>FG6/A 4 •

5.A

%*ina 39


•

5.J

•

5.

%*ina 3:


•

5.'

>FG6/A 5

•

9.A %ara 39Hz

%*ina 3?


%ara +11Hz

%ara 911Hz

•

9.J

%*ina 3D


%ara 39Hz

%ara +11Hz

%ara 911Hz

%*ina 3


>FG6/A 9

•

f+8+D1Hz(x4)

•

f38411Hz(x9)

%*ina 41


•

f48531Hz(x?)

•

f584:1Hz(x:)

2) En qué medida medida los instru instrumento mentos s !"#) tienen tienen in$uencia en los circuitos% en cuando a la distorsión de la forma de onda.

%*ina 4+


!a distorsin de ;nda es un efecto por el cual una se$al pura (de una nica frecuencia) se modi&ca apareciendo componentes de frecuencias armnicas a la fundamental. fundamental . En el dominio del tiempo, esto sini&ca que la forma de onda se deenera de una onda senoidal pura a una deformada, y en el dominio de la frecuencia, la expresin matem*tica se transforma de una expresin senoidal en una onda de >ourier de varias componentes. uanto mayor es la distorsin, mayor ser* la cantidad de componentes de la onda de >ourier. 6n osciloscopio no es ni cerca lo ideal como para medir distorsin. Ki vemos la distorsin en un osciloscopio, esta debe estar por sobre un 3L.

3) E&'lique las diferencias de lecturas encontradas con el voltímetro y el !"# en (#% #)

Ki se mide en ', las lecturas ser*n las mismas, mientras que en corriente alterna (A) las lecturas diferir*n ya que l osmu mul t í met r osdi gi t al es est áncal i br adospar amedi rl osvol t aj eseﬁcacesconunapr eci si ónque puedeest arent r eel1yel2% mi ent r asqueenelosci l oscopi o,sepuede apr eci arl osval or espi coapi co,per oenf or mamuyapr oxi mada dependi endodelt amañodel apant al l aydel al i neal i daddeli nst r ument o.El val orpi coapi col ot i enesquedi vi di rpor2yl uegopor√2.Par aest et i po decor r i ent e( AC)esmásconﬁabl emedi rconelmul t í met r o.

0. Con!(sion Con!(siones es ) re!oen re!oend#!io d#!iones: nes: -

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>ue compr comproba obado do lo que dice dice la teo teor=a r=a de los los circui circuitos tos recortadores, que eliminan parte de una onda deseada realizando la conexin necesaria. Ke compr comprob ob tambié también n lo que que se se dice dice sobr sobre e los circui circuito tos s enclavadores, y que al arearse una fuente de voltae, la forma de onda se desplaza determina distancia. Ke recom recomienda ienda que al mome momento nto de realiza realizarr el el exper experiment imento, o, estemos bien informados acerca del tema, debido a que es un tema un poco complicado de entender, pero cuando lo vemos reMeado en el osciloscopio, sabiendo la teor=a, es posible de entender y aprender el porqué de la forma de onda y sus caracter=sticas.

%*ina 43


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Hay que que tener tener cono conocim cimien iento to acer acerca ca de los los volta voltaes es m*x m*ximo imos s de cada componente, ya que al momento de usar el enerador, podr=amos dar un voltae mayor y ocasionar da$os irreparables en los materiales a usar. 7ener cuidado cuidado al al manipula manipularr los los instrum instrumento entos s de medicin, medicin, ya que si medimos cierta manitud cuando el mult=metro est* con&urado para otra, pueden resultar da$ados. Ke reco recomie mienda nda usa usarr instru instrume mento ntos s de medic medicion iones es diit diitale ales s para as= tener las medidas m*s precisas.

. ib(io ib(io3r# 3r#45# 45#:: ElectrnicaN 7eor=a de ircuitos y 'ispositivos Electrnicos (J;2!EK7A').

%*ina 44

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