INTRODUCCION George Philbrick fue una de las personas a quien se le atribuye la invención y difusión de los amplificadores operacionales. Él intervino en el diseño de un amplificador operacional con un solo tubo de vacío. Tener un generador de ondas es importante para tener menos limitaciones a la hora de hacer proyectos electrónicos. Tambin llamado generador de funciones! este se utili"a para generar diferentes formas de onda cuyas frecuencias son a#ustables. $as salidas m%s frecuentes son ondas senoidales! triangulares! y cuadradas. $as frecuencias de estas ondas pueden ser a#ustadas.
&ste proyecto proviene de la necesidad de conseguir un generador de ondas con un precio de ba#o costo.
GENERADOR DE FUNCIONES
1. CAPITULO I EL A+PLI'ICADOR OPERACIONAL
1.1.El Amplificador Operacional Ideal: &n el Ane,o -1 se muestra un amplificador ideali"ado. &s un dispositivo de acoplo directo con entrada diferencial! y un 'nico terminal de salida. &l amplificador sólo responde a la diferencia de tensión entre los dos terminales de entrada! no a su potencial com'n. (na señal positiva en la entrada inversora )*+! produce una señal negativa a la salida! mientras que la misma señal en la entrada no inversora ),+ produce una señal positiva en la salida. -on una tensión de entrada diferencial! d! la tensión de salida! o! ser% a d! donde a es la ganancia del amplificador. /mbos terminales de entrada del amplificador se utili"ar%n siempre independientemente de la aplicación. $a señal de salida es de un sólo terminal y est% referida a masa! por consiguiente! se utili"an tensiones de alimentación bipolares ) 0 +
1.2. Configuracione del Amplificador Operacional: 1.2.1. Amplificador No In!eror 1irando el Ane,o -2. &n este circuito! la tensión i se aplica a la entrada ),+! y una fracción de la señal de salida! o! se aplica a la entrada )*+ a travs del divisor de tensión 23 * 24. Puesto que! no fluye corriente de entrada en ning'n terminal de entrada! y ya que d 5 6! la tensión en 23 ser% igual a i. /sí pues
y como
tendremos pues que7
/
GENERADOR DE FUNCIONES
que si lo e8presamos en trminos de ganancia7
que es la ecuación característica de ganancia para el amplificador no inversor ideal.
1.2.2. Amplificador Deri!ador (na segunda modificación del amplificador inversor! que tambin aprovecha la corriente en un condensador es el diferenciador mostrado en el Ane,o -". &n este circuito! la posición de 2 y - est%n al revs que en el integrador! estando el elemento capacitativo en la red de entrada. $uego la corriente de entrada obtenida es proporcional a l a tasa de variación de la tensión de entrada7
9e nuevo diremos que la corriente de entrada : :;! circular% por 2(T5 * :< 2< ?ustituyendo obtenemos
1.2.". Amplificador In#egrador (na modificación del amplificador inversor! el integrador! mostrado en el Ane,o-! se aprovecha de esta característica. ?e aplica una tensión de entrada :;! a 2G! lo que da lugar a una corriente : :;. -omo ocurría en el amplificador inversor! )*+ 5 6! puesto que ),+ 5 6! y por tener impedancia infinita toda la corriente de entrada : :; pasa hacia el condensador -
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GENERADOR DE FUNCIONES
$a variación de tensión en - < es
$o que hace que la salida varíe por unidad de tiempo seg'n7
-omo en otras configuraciones del amplificador inversor! la impedancia de entrada es simplemente 2 G.
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GENERADOR DE FUNCIONES
2. CAPITULO II &ENERADOR DE 'UNCIONE* 2.1.+arco #e/rico &l generador de funciones es un equipo capa" de generar señales variables en el dominio del tiempo para ser aplicadas posteriormente sobre el circuito ba#o prueba. $as formas de onda típicas son las triangulares! cuadradas y senoidales. ?e emplea normalmente en el diseño! prueba y reparación de dispositivos electrónicos@ aunque tambin puede tener usos artísticos. Aay diferentes tipos de generadores de señales seg'n el propósito y aplicación que corresponder% con el precio. Tradicionalmente los generadores
de
señales
eran
dispositivos
est%ticos
apenas
configurables! pero actualmente permiten la cone8ión y control desde un P-. -on lo que pueden ser controlados mediante softBare hecho a medida seg'n la aplicación! aumentando la fle8ibilidad.
2.2.+a#eriale C C C C C C C C C C C
64 protoboard -ables de cone8ión 6D integrados ED3 63 resistencia de 36F 63 resistencia de F 63 resistencia de D.HF 64 resistencia de 4F 6I resistencia de 3F 63 resistencia variable de 36F 64 condensador 6.4Eu< 63 condensador 6.3u<
2.".'uncionamien#o (n generador de funciones es un instrumento vers%til que genera diferentes formas de onda cuyas frecuencias son a#ustables en un amplio rango. $as salidas m%s frecuentes son ondas senoidales!
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GENERADOR DE FUNCIONES
triangulares! cuadradas y diente de sierra. $as frecuencias de estas ondas pueden ser a#ustadas desde una fracción de hert" hasta varios cientos de kilo hert". $as diferentes salidas dl generador se pueden obtener al mismo tiempo. Por e#emplo! proporcionando una sola cuadrada para medir la linealidad de un sistema de audio! la salida en diente de sierra simult%nea se puede usar para alimentar el amplificador de defle8ión hori"ontal de un osciloscopio! con lo que se obtiene la a e8hibición visual de los resultados de las mediciones. $a capacidad de un generador de funciones de fi#ar la fase de una fuente e8terna de señas es otra de las características importantes y 'tiles. (n generador de funciones puede fi#ar la fase de un generador de funciones con una armónica de una onda senoidal del otro generador. 1ediante el a#uste de fase y amplitud de las armónicas permite general casi cualquier onda obteniendo la suma de la frecuencia fundamental generada por un generador de funciones de los instrumentos y la armónica generada por el otro. &l generador de funciones tambin se puede fi#ar en fase a una frecuencia est%ndar! con lo que todas las ondas de salida generadas tendr%n la e8actitud y estabilidad en frecuencia de la fuente est%ndar.
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GENERADOR DE FUNCIONES
". CAPITULO III ".1.
I+PLE+ENTACI0N
*imulaci/n ?e reali"ó la simulación en el programa 1ulti?im! donde se buscó el código de cada elemento para reali"ar el respectivo armado! para poder comprobar así de una manera virtual el circuito que se reali"ó. 9ando como resultado un circuito virtual con valores ideales Ane,o -.
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GENERADOR DE FUNCIONES
CAPITULO I$ CONCLU*IONE* •
?e pudo isuali"ar el funcionamiento de los amplificadores operacionales mediante su aplicación en un generador de funciones. -abe destacar que dicho proyecto constaba de H apartados donde cada uno nos permitía generar
•
un tipo de onda distinta al anterior. &n cada uno de los apartados tuvimos que enfrentarnos a la compensación de volta#es offset ya que como bien sabemos y corroboramos a lo largo del curso! el mtodo pr%ctico presenta variación con respecto al formato teórico dado que e8isten diversos factores que modifican los resultados de salida! es así como sabemos que al momento de presentar una diferencia de volta#e en los comparadores de manera nula este debería de entregar un volta#e a la salida nulo igualmente pero dado a la infraestructura del operacional dentro del mismo se genera una diferencia misma que se amplifica a la salida lo cual nos provoca un resultado diferente al esperado
