Laboratorio de Electrónica III V3

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE LABORATORIO

MANUAL DE PRÁCTICAS DEL LABORATORIO DE

ELECTRÓNICA III

ELABORADO POR: LUIS OMAR SARMIENTO ALVAREZ, M.Sc, Ph.D (C)

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER BARRANCABERMEJA 2013 TABLA DE CONTENIDO Laboratorio de ELECTRONICA III


1. SEGUIDOR DE TENSIÓN 2. AMPLIFICADOR NO INVERSOR E INVERSOR 3. SUMADOR INVERSOR Y NO INVERSOR 4. DIFERENCIADOR Y AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN 5. AMPLIFICADOR DERIVADOR E INTEGRADOR 6. CARACTERÍSTICAS NO IDEALES DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL 7. FILTROS ACTIVOS DE PRIMER ORDEN 8. FILTROS ACTIVOS DE SEGUNDO ORDEN 9. ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL 10. DETECTORES DE CRUCE POR CERO Y DE NIVEL 11. COMPARADORES CON HISTERESIS 12. DISEÑO CON COMPARADORES 13. OSCILADORES DE PUENTE DE WIEN 14. OSCILADORES DE DESPLAZAMIENTO DE FASE 15. OSCILADEORES NO LINEALES 16. PROYECTO DE AULA

Laboratorio de ELECTRONICA III


INTRODUCCIÓN El presente manual de prácticas de laboratorio establece las pautas que se deben seguir para el desarrollo de las diferentes actividades en el Laboratorio de Electrónica III de las Unidades Tecnológicas de Santander. Con el desarrollo de las actividades del laboratorio se pretende que cada alumno tenga la posibilidad de realizar una serie de montajes, con los cuales pueda llevar a la práctica los conocimientos teóricos adquiridos en las clases de Electrónica III, además de desarrollar las habilidades en el manejo y utilización de los equipos e instrumentos propios del laboratorio y la puesta en aplicación de circuitos básicos, como: el amplificador operacional, el amplificador de instrumentación, los filtros activos y los circuitos osciladores. En una asignatura práctica como ésta el aprendizaje se logra poniendo al alcance de los estudiantes procedimientos y materiales de última tecnología, siendo fundamental lo conceptual, la observación, la experimentación, el manejo de habilidades motoras en el desarrollo de los montajes y la manipulación de equipos electrónicos, realizando así la integración entre la teoría y la práctica. Con el conocimiento previo que tenga de los temas a tratar, la lectura y la escritura, el estudiante podrá formular hipótesis, interpretar resultados, redactar conclusiones, observaciones y recomendaciones acerca de los fenómenos electrónicos que puedan ocurrir en cada una de las experiencias, en fin, elaborar los informes que cada una de las prácticas requiere, para lo cual también se hace necesario el buen uso de las herramientas informáticas para la búsqueda de información, elaboración de documentos y de simulaciones, todo esto en conjunto se convierte en una serie de herramientas útiles que le contribuirán en su vida diaria y como futuro profesional. Por lo anterior se espera que este manual sea de gran ayuda al crecimiento y formación de los estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierías de las Unidades Tecnológicas de Santander.



IDENTIFICACIÓN UNIDAD ACADÉMICA

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO DE ELECTRÓNICA III NORMAS DEL LABORATORIO

COMPETENCIA Conocer las normas que rigen el  laboratorio y los formatos requeridos  para la evaluación de las prácticas.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE Conoce las normas institucionales de trabajo en el laboratorio. Conoce cada uno de los formatos requeridos para la evaluación de las prácticas del laboratorio.

ACTIVIDADES Para dar a conocer las normas, el docente lee y explica las funciones, deberes de los usurarios, derechos de los usuarios, las normas de seguridad y normas de obligatorio cumplimiento. También se presentan los formatos de pre-informe e informe que se emplean para la evaluación de los laboratorios. REGLAMENTO DE LABORATORIO FUNCIONES DEL LABORATORISTA Son funciones de los auxiliares, técnicos e ingenieros encargados de los laboratorios de las Unidades Tecnológicas de Santander, las siguientes:      



   

Firmar el Paz y Salvo requerido por los estudiantes. Ordenar y reubicar los equipos y manuales dentro del laboratorio. Facilitar el área física del laboratorio y los implementos para el desarrollo de las prácticas. Alistar el laboratorio para dar inicio a las labores académicas. Elaborar las normas adecuadas que permitan compartir las responsabilidades con los docentes, usuarios del laboratorio y el laboratorista. Recopilar y unificar los pedidos de las necesidades semestrales de las asignaturas que se ofrezcan en el laboratorio y remitirlas a la Coordinación o Departamento respectivo para mantener los materiales necesarios para las prácticas. Revisar periódicamente el estado del laboratorio, de los materiales y equipos que en allí se encuentren, notificando inmediatamente a la Coordinación o Departamento respectivo, en caso de observar algún deterioro, desperfecto o falta de alguno de ellos. Recibir los materiales y equipos que ingresen al laboratorio, firmando el cargo correspondiente. Elaborar un inventario de equipos y materiales existentes en el laboratorio, cada fin de semestre académico y remitirlo a las instancias respectivas. Velar por el cumplimiento de las normas de trabajo de obligatorio cumplimiento y de las normas de seguridad dentro del laboratorio. Mantener el laboratorio aseado, en perfecto estado las herramientas, equipos y módulos de trabajo, es decir, en óptimas condiciones para realizar las prácticas en forma eficiente. Laboratorio de ELECTRONICA III

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE LABORATORIO               

Proporcionarle al docente y a los estudiantes de la asignatura, los materiales y el equipo necesario para la realización de las prácticas respectivas. Custodiar los elementos y equipos de los laboratorios. Realizar mantenimiento preventivo y correctivo a los equipos existentes en el laboratorio. Brindar un eficiente, oportuno y amable servicio a los estudiantes. Coordinar y planificar en conjunto con el jefe inmediato el servicio general de los laboratorios y/o talleres de los respectivos programas. Coordinar y planificar los horarios de los servicios de laboratorios. Reintegrar al almacén general de la institución el equipo, o enseres que del laboratorio sean dados de baja de acuerdo con la autorización del jefe inmediato. Retirar del almacén general los pedidos que para su dependencia se haya hecho. Colaborar con la organización de las muestras técnicas y de divulgación que la institución realice o participe respectivamente. Sugerir los cambios y las modificaciones que crea conveniente para el funcionamiento y la modernización del laboratorio que se tiene a cargo. Al finalizar la práctica, se debe verificar que los equipos, estén en perfectas condiciones. Responder por las herramientas y equipos del laboratorio a cargo. Colaborar en la instalación e implementación de equipos y máquinas adquiridas por la institución para la actualización de los módulos de trabajo. Resolver dudas pertinentes a las prácticas que se estén realizando en ausencia del docente. Las demás funciones que le sean asignadas por el superior inmediato acorde con la naturaleza del cargo.

DERECHOS DE LOS USUARIOS Son derechos de los usuarios de un laboratorio de las UTS los siguientes:    

        

Utilización de los recursos disponibles para préstamo dentro de los horarios establecidos. El usuario tendrá derecho a solicitar asesoría en el momento que lo requiera y será brindada por el auxiliar encargado o por el profesor de la materia. El usuario dispondrá del servicio para uso exclusivo de su formación académica. Las solicitudes de servicio de soporte técnico o soporte al usuario se harán directamente a la persona encargada de la atención y registro de estos requerimientos y podrán efectuarse mediante solicitud verbal de acuerdo con los procedimientos establecidos por el reglamento del laboratorio respectivo. Los equipos y materiales que van a utilizar los docentes y estudiantes deben encontrarse en perfecto orden y aseo. Préstamo de los elementos o equipos necesarios para realizar las practicas del laboratorio. Solicitar el buen estado de los elementos, equipos y bancos de trabajo. La disponibilidad de los laboratorios en los horarios estipulados. Exigir la verificación del funcionamiento de los equipos y elementos solicitados. La explicación por parte del docente de la correcta manipulación de los equipos. Los estudiantes tienen derecho a la clase práctica, orientada por el docente y el conocimiento con anterioridad de las prácticas a realizar. Recibir un trato cortes según los principios básicos de las relaciones humanas. Recibir las advertencias necesarias que le permitan trabajar cumpliendo todas las normas de obligatorio cumplimiento y de seguridad que disponga cada laboratorio según su reglamento interno. Laboratorio de ELECTRONICA III

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El estudiante para solicitar el préstamo de equipos y elementos dispone de 15 minutos después del inicio del laboratorio. Solicitar el permiso correspondiente si tuviera que ausentarse o no asistir, siempre y cuando sea por una causa justificada.

DEBERES DE LOS USUARIOS Son deberes de los usuarios de los laboratorios de las UTS los siguientes: 

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



El usuario deberá comprometerse a dar un trato adecuado a los equipos, hardware, software, muebles y elementos que hagan parte del laboratorio, respetando y acatando las normas establecidas en el presente reglamento. Todo usuario de un laboratorio deberá al momento de solicitar el servicio presentar el documento que lo acredite como usuario, ya sea carné de estudiante, de empleado de las UTS, o cedula de ciudadanía cuando se trate de algún tipo de convenio interinstitucional. Todo usuario se hace responsable ante las UTS por los daños que se ocasionen a los equipos, muebles y enceres durante el tiempo de su utilización. El usuario recibirá el equipo en perfectas condiciones; si detecta cualquier irregularidad en el funcionamiento, daño o faltante de algún elemento propio del equipo, deberá reportarlo inmediatamente antes de hacer uso de este. Queda rotundamente prohibido a cualquier usuario utilizar los equipos para prácticas o fines diferentes a aquellos para los cuales fueron prestados por la institución, haciéndose además responsable del deterioro de los equipos por uso negligente, así como de cualquier tipo de lesión en su persona o en terceros que pueda derivarse de estos actos. El usuario deberá presentarse a los laboratorios de las UTS vistiendo las ropas adecuadas y cumpliendo con los requisitos de seguridad industrial necesarios para realizar la práctica académica en cada laboratorio; la institución y el laboratorio no asumen responsabilidades por la omisión, desconocimiento o violación de esta regla por parte de sus usuarios.

DE LOS ESTUDIANTES        

Dejar en perfecto orden y aseo todos los equipos, materiales, y manuales utilizados en la práctica. Pagar o reponer en caso de pérdida o daño el (los) material(es) y equipo(s) que se encontraban a su cargo durante la práctica. Debe mantener el orden y la disciplina durante la práctica. Debe hacer un buen uso de los equipos y materiales a su cargo durante las prácticas de laboratorio. Preservar, cuidar y mantener en buen estado el material de enseñanza, instalaciones, equipos, dotación y bienes de los laboratorios. Cumplir con las normas de respeto y convivencia para el logro de una formación integral. Cumplir con las normas de seguridad del laboratorio que disponga cada laboratorio según su reglamento interno. En caso de no conocer el manejo de los equipos es necesario pedir las instrucciones pertinentes antes de realizar cualquier conexión y de usarlos. Laboratorio de ELECTRONICA III

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE LABORATORIO 

    

Cuidar lo que se conserve bajo su cuidado o a lo cual tenga acceso, así como impedir o evitar la sustracción, destrucción, ocultamiento y utilización indebida de los equipos que se encuentren en el laboratorio. Verificar antes de iniciar una práctica el estado de su puesto de trabajo y del equipo a utilizar en la experiencia. Tratar con respeto, imparcialidad y rectitud a las personas con que tenga relación por razón del servicio. Avisar inmediatamente al asistente, o persona encargada de las salas acerca de las anomalías que se presenten en los equipos. Informar al docente o encargado del laboratorio sobre el mal uso que otros usuarios hagan de los equipos. Acatar las instrucciones de la persona encargada del laboratorio y respetar sus decisiones de acuerdo con lo dispuesto en este reglamento.

DE LOS DOCENTES 

  

Durante la primera práctica deberán dar las indicaciones a los estudiantes, referentes al buen uso del material y equipos de laboratorio, así como de sus deberes, obligaciones y cumplimiento de las normas de seguridad dentro del laboratorio. Dar las indicaciones necesarias para la realización de las prácticas de laboratorio y la explicación para su ejecución. Durante las prácticas de laboratorio, por ningún motivo deben abandonar a los estudiantes a su cargo, ni ocupar el tiempo de las prácticas en las actividades ajenas a las mismas. Dar la explicación respectiva de la práctica a realizar, así como también la aclaración de las dudas que tengan los estudiantes.

NORMAS DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO Se establecen las siguientes normas de estricto cumplimiento:          

Cumplir con el horario de laboratorio establecido, para la realización de las prácticas. Está prohibido el ingreso de comidas, bebidas, cigarrillos a los laboratorios. Está prohibido el ingreso de estudiantes en pantaloneta, bermuda, sandalias o en chanclas a los laboratorios. Tendrán acceso al laboratorio los estudiantes que se encuentren debidamente matriculados en el período académico correspondiente. Para préstamo de equipos y/o elementos del laboratorio se debe presentar carnet debidamente estampillado. Para el inicio de la práctica de laboratorio debe estar presente el docente de la asignatura quien se hará responsable de la sala. Está prohibido facilitar o propiciar el ingreso al laboratorio de personas no autorizadas. En lo posible, el docente y el encargado deben permanecer todo el tiempo en el laboratorio, durante la realización de las prácticas. Quince (15) minutos después de iniciar la práctica de laboratorio no se permite el ingreso de estudiantes al aula. Después de quince (15) minutos de haber comenzado la práctica de laboratorio no se despachará ninguna lista de pedido de equipos y/o elementos a los estudiantes (seguridad del laboratorio). Laboratorio de ELECTRONICA III

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE LABORATORIO         

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    

Quince (15) minutos antes de la hora prevista para la terminación de la práctica de laboratorio, el estudiante debe devolver los equipos y/o elementos dados en préstamo. El material asignado a cada práctica debe permanecer en el mismo lugar. No se debe coger material destinado a prácticas distintas a la que se está realizando. En caso de dudas en el momento de conectar un equipo, se debe preguntar a la persona indicada, así se evitará el pago innecesario. El estudiante debe seguir los pasos establecidos por el docente para la práctica. Se permite el uso del laboratorio si está autorizado por el Coordinador del programa o el laboratorista a cargo. Todo estudiante debe estar debidamente preparado para la realización de la práctica. La ausencia injustificada de una práctica de laboratorio se calificará con cero, cero (0,0). La no presentación del pre-informe y del informe el día de la práctica se calificará con cero (0.0). Cada equipo de trabajo es responsable del material que se le asigne, en caso de pérdida o daño deberá responder por ello. Antes de empezar con el procedimiento experimental o utilizar algún aparato, revisar todo el material, y en caso de desconocer su funcionamiento pregunte al docente o al encargado del laboratorio. La pérdida o deterioro por mal uso de un elemento, aparato o equipo, se cobra al estudiante responsable. En caso de no encontrarse un responsable único, el grupo de la práctica correspondiente asumirá la responsabilidad y cubrirá los costos de reparación o de sustitución del equipo. No se permite el traslado de computadores, sillas o de cualquier otro material o equipo que se encuentre en el laboratorio, sin la debida autorización del funcionario encargado del mismo. Al finalizar la práctica el material y la mesa de trabajo deben dejarse limpios y ordenados. En los laboratorios con computadores, estos son para uso exclusivamente académico, evite instalar programas de índoles ajenas a las de la academia. En los laboratorios con computadores, se prohíbe la utilización de software que no esté amparado legalmente mediante la respectiva licencia para la Universidad. Se prohíbe el cambio de la configuración del software instalado.

CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DE ASIGNATURAS DE LABORATORIO

Para evaluar los laboratorios se consideraran los siguientes instrumentos con sus respectivos porcentajes: Pre informes y/o quices (20%), Informes (40%), Parcial Escrito y/o práctico (40%). 1. Pre informe y/o quiz: Para la revisión de los conceptos previos se evaluará con el pre informe o un quiz. El pre informe se presenta al iniciar cada experiencia, es un documento escrito a mano que se elabora teniendo en cuenta la información suministrada en el manual de guías de laboratorio. En el pre informe el equipo de trabajo refleja lo que va a ser su actividad en la práctica del día. A continuación se presenta el formato para la elaboración del pre-informes:

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FORMATO DE PREINFORME DE LABORATORIO IDENTIFICACIÓN Laboratorio de ELECTRONICA III


PRACTICA N°: El número que identifica la práctica NOMBRE DE LA PRÁCTICA: El título debe ser conciso, pero completo, en forma tal, que se entienda claramente el objeto del experimento. Por FECHA: ejemplo: “Carga Específica del Electrón”. INTEGRANTES NOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO:

GRUPO: El Grupo de la PROGRAMA: El programa asignatura. Por ejemplo: “E111” académico que estudia. Por N° grupo: El grupo que lo identifica DOCENTE: ejemplo: “Tecnología dentro del laboratorio. Es un Electromecánica” número de 1 a 7. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Son los resultados de aprendizaje trabajados desde el Programa de Asignatura. MARCO TEÓRICO En este espacio se describen las leyes, principios y teorías en las que se basa y se fundamenta la práctica a desarrollar. MATERIALES Y EQUIPOS Aquí se relacionan todos los materiales a utilizar para el desarrollo de la práctica. PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIÓN) En este espacio se debe realizar un resumen del procedimiento de la práctica, deberá hacerse en diagrama de flujo, mapa conceptual y dibujo del montaje, o simulación. NOTA DE SEGURIDAD Hace referencia a los cuidados que se deben tener con algunos equipos y/o materiales del laboratorio. También el cuidado que se debe tener con los altos voltajes y corrientes que se usan en algunas prácticas. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Para reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuación, los siguientes elementos: Autor, título, número de edición, lugar de publicación, nombre de la editorial, año de publicaciones, paginación. Ejemplo: GROSSMAN, Stanley. INTRODUCCIÓN AL ALGEBRA LINEAL. Editorial Mc Graw Hill Interamericana. México. 512,5L269i

Otras variables para tener en cuenta, en el momento de la evaluación de los laboratorios son: la puntualidad, el trabajo en equipo, el comportamiento y seguimiento de las normas de seguridad, el manejo y destreza para realizar los diferentes montajes. Estos criterios se consideran dentro de la nota del pre informe. 2. El informe: Se entrega una semana después de haber realizado la práctica. Es un documento escrito a mano. Existen varios formatos para reportar los resultados de un experimento, las secciones que se indican a continuación son aquellas que se encuentran en la mayoría de los artículos que se publican. A continuación se presenta el formato para la elaboración del informe. Laboratorio de ELECTRONICA III


UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FORMATO INFORME DE LABORATORIO IDENTIFICACIÓN PRACTICA N°: El número que identifica la práctica NOMBRE DE LA PRÁCTICA: El título debe ser conciso, pero completo, en forma tal, que se entienda claramente el objeto del experimento. Por FECHA: ejemplo: “Carga Específica del Electrón”.

INTEGRANTES NOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO:

GRUPO: El Grupo de la asignatura. Por ejemplo: “A053, PROGRAMA: El programa C064” académico que estudia. Por N° grupo: El grupo que lo DOCENTE: ejemplo: “Tecnología identifica dentro del laboratorio. Electromecánica” Es un número de 1 a 12.

RESUMEN El resumen debe indicar la finalidad del experimento y presentar en forma breve pero muy clara en qué consiste la práctica realizada (máximo 5 renglones). Nota: Esta parte debe ser elaborada por el estudiante con sus propios análisis y argumentos. TABLAS DE DATOS Y GRAFICAS Los datos se refieren a aquellas cantidades que se derivan de mediciones y que se han de utilizar en el proceso de los cálculos. En esta sección se muestran los resultados obtenidos. Los gráficos y tablas que se muestren deben estar numerados y tener una leyenda o título, o sea, deben estar identificados. Los resultados deben presentarse preferiblemente en forma de gráficos, sin embargo si se requiere se hace necesario la inclusión de las tablas de datos. Los datos del experimento deben estar diferenciados de otros datos que puedan incluirse para comparación y tomados de otras fuentes. Si en el laboratorio no se hacen mediciones, es decir, se basa en observaciones solamente, entonces se realizan las anotaciones a cerca del desarrollo de la experiencia.

EVALUACIÓN Y CALCULOS En este espacio el estudiante responde al cuestionario propuesto por el docente. Este cuestionario le ayuda a obtener las conclusiones y a realizar el análisis de resultados de la experiencia. La evaluación debe ser contestada apoyándose en la bibliografía consultada y en la ejecución de la experiencia.



En esta parte también se deben mostrar las ecuaciones utilizadas y los cálculos realizados Todos los símbolos deben definirse en el momento en que aparecen por primera vez. Los resultados deben ser claros y precisos que indiquen lo que el estudiante pudo observar, no lo que los libros dicen, que se ha debido observar. ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS En este espacio se describe la relación (contrastación) entre los resultados obtenidos en la práctica y la teoría expuesta en los libros de textos o en el aula de clases, si hay discrepancia respecto a los valores aceptados o esperados, se deben indicar las causas y algunas sugerencias que puedan mejorar el método experimental. La discusión de resultados generalmente suele corresponder a un argumento lógico, basado en los resultados y no una repetición de estos. En ocasiones, puede ser útil, comparar los resultados obtenidos con los reportados en la literatura, mirar si hay discrepancia respecto a los valores aceptados o esperados, indicando las causas y algunas sugerencias que puedan mejorar el método experimental. Otros aspectos a tratar son las dificultades encontradas durante la realización del experimento que hayan podido influir en los resultados, si son o no válidas las aproximaciones hechas, son entre otros, temas que también pueden tratarse como discusiones de resultados. OBSERVACIONES Se pretende realizar observaciones que mejoren la práctica o aquellos detalles de los cuales se percató cuando realizó la experiencia y que pueden ser importantes en la obtención de los resultados. CONCLUSIONES Debe hacerse una síntesis breve de los conocimientos verificados y de lo aprendido al cumplir con los objetivos de la práctica. De ninguna manera serán fragmentos copiados de textos o conclusiones extraídas de otras experiencias realizadas.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Para reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuación, los siguientes elementos:Autor, título, número de edición, lugar de publicación, nombre de la editorial, año de publicaciones, paginación. Ejemplo: GROSSMAN, Stanley. INTRODUCCIÓN AL ALGEBRA LINEAL. Editorial Mc Graw Hill Interamericana. México. 512,5L269i

NOTA IMPORTANTE: El docente en la primera clase deberá socializar los criterios de evaluación planteados en el Plan de Asignatura y también, motivar y explicar la importancia de la puntualidad, la disciplina en el desarrollo de la práctica y del cumplimiento de las normas del laboratorio para alcanzar los resultados de aprendizaje previstos para la asignatura. Además explicará a los estudiantes los formatos con un ejemplo elaborado. En los laboratorios que usen software, el docente debe capacitar a los estudiantes para que lo implementen de forma correcta en las prácticas. 3. Inasistencia: La inasistencia a una práctica de laboratorio, automáticamente descalifica el pre informe y el informe, por lo que se asume que no presenta ninguna de estas evidencias, obteniendo una nota de 0.0 (cero punto cero) en cada uno de ellos. Para recuperar una práctica el estudiante debe presentar la incapacidad del médico de la EPS y el VoBo del Coordinador del Programa. Para presentar la excusa y recuperar la experiencia el estudiante cuenta con 8 días (una semana) contados a partir del día de la clase. Laboratorio de ELECTRONICA III


4. El parcial escrito: Se hace teniendo como referente los resultados de aprendizaje y las habilidades previstas en cada práctica de laboratorio. Se diseñan en los formatos de evaluación de las asignaturas teóricas. Se presenta de manera individual o grupal. Esta evaluación puede ser teórica, teórico – práctica, o una evaluación tipo problema con datos de laboratorio. Este examen tiene un valor del 40% del corte, se hace uno solo y comprende las prácticas realizadas antes de la fecha del parcial.



UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 1 EL SEGUIDOR DE TENSIÓN COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analizar y diseñar circuitos El estudiante: electrónicos basados en  Utiliza la simbología apropiada para representar un amplificador amplificadores operacionales operacional. funcionando en región lineal.  Describe el modelo funcional del amplificador operacional de circuito integrado.  Describe el modelo simplificado, la aproximación ideal y las características no ideales del amplificador operacional.  Interpreta los conceptos de ganancia de lazo abierto y ganancia de lazo cerrado en un amplificador operacional teniendo en cuenta los efectos que genera su implementación en un circuito electrónico basado en amplificador operacional.  Identifica a partir de un diagrama esquemático las diferentes configuraciones de los amplificadores operacionales cuando trabajan en región lineal.  Caracteriza un circuito basado en amplificador operacional funcionando en región lineal, utilizando las leyes de circuitos lineales.  Diseña circuitos con amplificadores operacionales funcionando en región lineal utilizando la aproximación ideal y/o no ideal. MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS    

Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 2 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.

MATERIALES   

1 Protoboard. 2 Amplificador operacional LM741 5 Resistencia 10KΩ, 1/2 de Watt. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. ¿Dibuje el diagrama esquemático del amplificador operacional LM741 indicando el nombre de cada terminal. 2. Explique la función del los terminales 2, 3, 4 6 y 7 del LM741. 3. Investigue cómo se calcula el porcentaje de error en una práctica de laboratorio. ¿Cuáles son las principales fuentes de error en una práctica de laboratorio? 4. Represente un AO en configuración de seguidor de tensión. Cuál es la relación entrada salida? Laboratorio de ELECTRONICA III


5. Cuál es la función de un seguidor de tensión? NOTA: -

No olvide utilizar su bata blanca y usar zapatos cerrados preferiblemente de goma en el laboratorio. No olvide sus herramientas de trabajo (Pinzas, Pelacables, Cables, etc) Al inicio de la práctica deben presentar la solución de las preguntas del pre informe

Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. MEDIDA DE RESISTENCIAS 1.1. Mida y anote el valor de las resistencias que empleará en la práctica, complete la Tabla 1. Tabla I. Valor de Resistencias Resistencia

Valor nominal

Tolerancia

Valor medido

% error

R1 R2 R3

+9V

+9V

R1

R1

R1

10k

10k

10k

4 5

-9V

+9V

U1

2 Vo

6

Vo

Vo

3

7 1

LM741

R2

R3

R2

R3

10k

10k

10k

10k

10k

9V

R2

(a)

(b)

(c)

Figura 1. Circuito de aplicación del seguidor de tensión

2. SEGUIDOR DE TENSIÓN EN CORRIENTE CONTINUA 2.1. Monte el circuito de la Figura 1a. Mida el Voltaje de salida Vo y anótelo en la Tabla II. 2.2. Monte el circuito de la Figura 1b. Mida el Voltaje de salida Vo y anótelo en la Tabla II. 2.3. Monte el circuito de la Figura 1c. Mida el Voltaje de salida Vo y anótelo en la Tabla II. Laboratorio de ELECTRONICA III


2.4. Simule cada uno de los circuitos de la Figura 1. Muestre las gráficas resultantes de la simulación de tal forma que en Vo se visualice el valor de tensión de la salida. Anote Vo en la Tabla II. 2.5. Calcule a mano la salida de cada uno de los circuitos de la Figura 1. Anote los resultados en la Tabla II. 2.6. Calcule los porcentajes de error indicados en la Tabla II.

Tabla II. Aplicación del seguidor de Tensión Figura 1-a

Figura 1-b

Figura 1-c

Vo medido Vo simulado Vo calculado % error (medido Vs simulado) % error (medido Vs calculado)

3. SEGUIDOR DE TENSIÓN EN CORRIENTE ALTERNA

Figura 2. Aplicación del seguidor de tensión en AC

3.1. Monte cada uno de los circuitos de la Figura 2. Vi es una señal sinusoidal de 2Vp @ 1000 Hz. en los oscilogramas de las Figura 3 y 4, muestre Vi y Vo para cada uno de los circuitos de la Figura 2



(a ) (b) Figura 4. a) Oscilogramas de Vi. b) oscilograma de Vo en la Figura 2a.

Figura 5. a) Oscilograma de Vo en la Figura 2b. b) Oscilograma de Vo en la Figura 2c.

EVALUACION INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. 2. Explique cuáles son las ventajas y desventajas de los circuitos de la Figura 1-b y 1-c con respecto al circuito de la Figura 1-a. 3. Explique a que se deben las fuentes de error en los datos consignados en las Tablas I y II. 4. Analice los oscilogramas de las Figuras 4-a, 4-b, 5-a y 5-b. 5. El seguidor de tensión se comporta igual en corriente continua que en corriente alterna. 6. Anotar las conclusiones y observaciones de la práctica



BIBLIOGRAFÍA      

Manuales de los equipos disponibles en el laboratorio (Osciloscopio, fuente de DC, generador de señales, multímetro). Hoja de datos del LM741. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf PERTENCE, Antonio Junior .Amplificadores Operacionales y Filtros Activos. McGraw-Hill.1991 COUGHLIN. Robert, Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. 4ª Ed. Prentice Hall.1993. BOYLESTAD, Robert y Luois Nashelsky. Electrónica Teoría de circuitos.6 ª Ed.Prentice Hall, 1997. FORCADA, Julio. El Amplificador Operacional. Alfaomega.1996.



UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 2 AMPLIFICADORES NO INVERSOR E INVERSOR COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analizar y diseñar circuitos El estudiante: electrónicos basados en  Utiliza la simbología apropiada para representar un amplificador amplificadores operacionales operacional. funcionando en región lineal.  Describe el modelo funcional del amplificador operacional de circuito integrado.  Describe el modelo simplificado, la aproximación ideal y las características no ideales del amplificador operacional.  Interpreta los conceptos de ganancia de lazo abierto y ganancia de lazo cerrado en un amplificador operacional teniendo en cuenta los efectos que genera su implementación en un circuito electrónico basado en amplificador operacional.  Identifica a partir de un diagrama esquemático las diferentes configuraciones de los amplificadores operacionales cuando trabajan en región lineal.  Caracteriza un circuito basado en amplificador operacional funcionando en región lineal, utilizando las leyes de circuitos lineales.  Diseña circuitos con amplificadores operacionales funcionando en región lineal utilizando la aproximación ideal y/o no ideal. MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS    

Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 3 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.

MATERIALES    

1 Protoboard. 2 Amplificadores operacional LM741 1 potenciómetro de 10KΩ 5 Resistencia 10KΩ, 1/2 de Watt. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. Represente un AO en configuración de amplificador no inversor. Cuál es la relación entrada salida? Idealmente, cuál es la máxima y la mínima ganancia posible? Como es el cambio de fase de salida con respecto a la entrada? 2. Represente un AO en configuración de amplificador inversor. Cuál es la relación entrada salida? Idealmente, cuál es la máxima y la mínima ganancia? Como es el cambio de fase de salida con respecto a la entrada? Laboratorio de ELECTRONICA III


NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. MEDIDA DE RESISTENCIAS 1.1. Mida y anote el valor de las resistencias que empleará en la práctica, complete la Tabla 1. Tabla I. Valor de Resistencias Resistencia

Valor nominal

Tolerancia

Valor medido

% error

R1 R2 R3 2. AMPLIFICADOR NO INVERSOR E INVERSOR 2.1. Monte el circuito no inversor de la Figura 1-a. Ajuste los voltajes de entrada V1 y V2 como se indica en la Tabla II. En cada caso, mida el voltaje de salida Vo. Para generar los voltajes de corriente continua V1 y V2, emplee los circuitos de la Figura 2.

(a) (b) Figura 1. a) Amplificador no inversor. b) amplificador inversor.



Figura 2. Circuito para generar los voltajes Vi

Tabla II. Amplificador no inversor Vi

Vi Medido

Vo Medido

Vo Calculado

Av Medido

Av Calculado

% error Av

2 1 -1 -2 2.2.

Monte el circuito no inversor de la Figura 1-b. Ajuste los voltajes de entrada V1 y V2 como se indica en la Tabla II. En cada caso, mida el Voltaje de salida Vo. Para generar los voltajes de corriente continua V1 y V2, emplee los circuitos de la Figura 2.

Vi

Vi Medido

Tabla III. Amplificador inversor Vo Vo Av Medido Calculado Medido

Av Calculado

% error Av

2 1 -1 -2 2.3.

2.4.

2.5.

En el circuito de la Figura 1-a aplique en Vi con un generador de señales, un voltaje sinusoidal de 1 Vpico @ 1000 Hz. Anote en la Tabla IV el valor pico medido en Vi. Anote además el voltaje pico medido a la salida Vo(Med). Visualice con el osciloscopio las tensiones de entrada y salida. Represente el voltaje de entrada y de salida sobrepuestos en el oscilograma de la Figura 3-a. Emplee la misma escala para los dos canales del osciloscopio. En el circuito de la Figura 1-b aplique en Vi con un generador de señales, un voltaje sinusoidal de 1 Vpico @ 1000 Hz. Anote en la Tabla IV el valor pico medido en Vi. Anote además el voltaje pico medido a la salida Vo(Med). Laboratorio de ELECTRONICA III


2.6.

2.7.

Visualice con el osciloscopio las tensiones de entrada y salida. Represente el voltaje de entrada y de salida sobrepuestos en el oscilograma de la Figura 3-b. Emplee la misma escala para los dos canales del osciloscopio. Simule cada uno de los circuitos de las Figuras 1-a y 1-b. Anote los valores de Vo en la Tabla IV. Muestre los circuitos empleados en la simulación y los oscilogramas de entrada y salida para cada circuito. Tabla IV. Amplificador no inversor e inversor en AC

Circuito

Vi (Med)

Vo (Med)

Av (med)

Vo (Sim)

Av (Sim)

Vo (Cal)

AV (Cal)

Av % error (Med)

Av % error (Sim)

Figura 1-a Vi 1 Vp @ 1000Hz Figura 1-b Vi 1 Vp @ 1000Hz * Av= Ganancia de tensión. Med= medido. Sim= simulado. Cal= Calculado

(a) (b) Figura 3. Oscilogramas de los amplificadores no inversor e inversor.

EVALUACION INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. 2. Explique a que se deben las fuentes de error en los datos consignados en las Tablas I, II, III y IV. 3. Analice los oscilogramas de las Figuras 3-a y 3b. 4. Difiere el comportamiento de los amplificadores de esta práctica en DC y en AC? 5. Anotar las conclusiones y observaciones.

BIBLIOGRAFÍA Laboratorio de ELECTRONICA III

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE LABORATORIO      




UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 3 SUMADOR INVERSOR Y NO INVERSOR COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analizar y diseñar circuitos El estudiante: electrónicos basados en  Utiliza la simbología apropiada para representar un amplificador amplificadores operacionales operacional. funcionando en región lineal.  Describe el modelo funcional del amplificador operacional de circuito integrado.  Describe el modelo simplificado, la aproximación ideal y las características no ideales del amplificador operacional.  Interpreta los conceptos de ganancia de lazo abierto y ganancia de lazo cerrado en un amplificador operacional teniendo en cuenta los efectos que genera su implementación en un circuito electrónico basado en amplificador operacional.  Identifica a partir de un diagrama esquemático las diferentes configuraciones de los amplificadores operacionales cuando trabajan en región lineal.  Caracteriza un circuito basado en amplificador operacional funcionando en región lineal, utilizando las leyes de circuitos lineales.  Diseña circuitos con amplificadores operacionales funcionando en región lineal utilizando la aproximación ideal y/o no ideal. MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS    

1 Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 4 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.


2 Amplificadores operacionales LM741 1 Protoboard. 5 Resistencias 10KΩ, 1/2 de Watt. 2 potenciómetros de 10KΩ ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. Represente un AO en configuración de sumador no inversor de dos entradas. Demuestre cómo es la relación entrada salida? Como es el cambio de fase de la salida con respecto a las entradas? 2. Represente un AO en configuración de sumador inversor de dos entradas. Demuestre cómo es la relación entrada salida? Como es el cambio de fase de la salida con respecto a las entradas? 3. De la hoja de datos del LM741, investigue los valores de los siguientes parámetros: 3.1. Ganancia típica en lazo abierto Laboratorio de ELECTRONICA III


3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. 3.10.

Impedancia de Entrada Impedancia de Salida Disipación de Potencia Tensión de Alimentación Tensión de alimentación máxima Disipación de potencia máxima Voltaje de entrada diferencial máximo Voltaje de entrada máximo Duración de cortocircuito a la salida máxima

NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1.

MEDIDA DE RESISTENCIAS

1.1. Mida y anote el valor de las resistencias que empleará en la práctica, complete la Tabla I. Tabla I. Valor de Resistencias Resistencia

Valor nominal

Tolerancia

Valor medido

% error

R1 R2 R3 2. 2.1.

2.2.

2.3. 2.4.

2.5.

AMPLIFICADOR SUMADOR. Monte el circuito sumador no inversor de la Figura 1. Ajuste los voltajes de entrada V1 y V2 como se indica en la Tabla II. En cada caso, mida el Voltaje de salida Vo. Para generar los voltajes de corriente continua V1 y V2, emplee los circuitos de la Figura 3. En el circuito sumador no inversor de la Figura 1, emplee ahora un generador de señal para producir el voltaje de entrada V1 de forma triangular de 1Vpp @ 1000 Hz. Mantenga el potenciómetro de la Figura 3 para producir V2. Con el osciloscopio observe la salida Vo a medida que V2 cambia. Describa lo que sucede. Dibuje en el oscilograma de la Figura 4-a la señal de entrada V2, en el oscilograma 4-b la entrada V1 y en el oscilograma 4c la salida Vo para V2= 1V. Monte el circuito sumador inversor de la Figura 2. Ajuste los voltajes de entrada V1 y V2 como se indica en la Tabla III. En cada caso, mida el Voltaje de salida Vo. Para generar los voltajes de corriente continua V1 y V2, emplee los circuitos de la Figura 3. En el circuito sumador no inversor de la Figura 2, emplee ahora un generador de señal para producir el voltaje de entrada V1 de forma senoidal de 1Vpp @ 1000 Hz. Mantenga el potenciómetro de la Figura Laboratorio de ELECTRONICA III


2.6.

3. 3.1. 3.2.

3 para producir V2. Con el osciloscopio observe la salida Vo a medida que V2 cambia. Describa lo que sucede. Dibuje en el oscilograma de la Figura 5-a la señal de entrada V2, en el oscilograma 5-b la entrada V1 y en el oscilograma 5c la salida Vo para V2= 1V. SIMULACIÓN DEL AMPLIFICADOR SUMADOR Simule el circuito de la Figura 1 con lo indicado en los numerales 2.2 y 2.3 de esta práctica. Simule el circuito de la Figura 2 con lo indicado en los numerales 2.5 y 2.6 de esta práctica.

Circuito Sumador no Inversor e Inversor

V1 2 2 1 1 -1 -1 -2 -2

Figura 3. Circuito para generar los voltajes V1 y V2 Tabla II. Sumador no inversor V2 Vo Vo Av Medido Calculado 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1

% error



V1

V2

2 2 1 1 -1 -1 -2 -2

1 -1 1 -1 1 -1 1 -1

Tabla III. Sumador inversor Vo Vo Medido Calculado

Av

% error

(a)

(b) Figura 4. Oscilogramas para el sumador no inversor

(c)

(a)

(b) Figura 5. Oscilogramas para el sumador no inversor

(c)

EVALUACION INFORME Laboratorio de ELECTRONICA III


1.

2. 3. 4. 5.

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. Explique cuáles son las ventajas y desventajas de los circuitos de las Figuras 1 y 2 Explique a que se deben las fuentes de error en los datos consignados en las Tablas I, II, III y IV. Analice los oscilogramas de la Figura 4, 5 y 6. Anotar las conclusiones y observaciones.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 4 DIFERENCIADOR Y AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analizar y diseñar circuitos El estudiante: electrónicos basados en  Utiliza la simbología apropiada para representar un amplificador amplificadores operacionales operacional. funcionando en región lineal.  Describe el modelo funcional del amplificador operacional de circuito integrado.  Describe el modelo simplificado, la aproximación ideal y las características no ideales del amplificador operacional.  Interpreta los conceptos de ganancia de lazo abierto y ganancia de lazo cerrado en un amplificador operacional teniendo en cuenta los efectos que genera su implementación en un circuito electrónico basado en amplificador operacional.  Identifica a partir de un diagrama esquemático las diferentes configuraciones de los amplificadores operacionales cuando trabajan en región lineal.  Caracteriza un circuito basado en amplificador operacional funcionando en región lineal, utilizando las leyes de circuitos lineales.  Diseña circuitos con amplificadores operacionales funcionando en región lineal utilizando la aproximación ideal y/o no ideal. MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS    


MATERIALES      

2 Amplificadores operacionales TL084/ TL074/ LM324 1 Protoboard. 10 Resistencias 10KΩ, 1/2 de Watt. 2 potenciómetros de 10KΩ 2 Resistencias de 100Ω, 1/2 de Watt Potenciómetro lineal ajustable de 20 vueltas (Trimpot) 10KΩ. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. 2. 3. 4.

Calcule la ganancia en el circuito de la Figura 1. Calcule la ganancia del circuito de la Figura 1 de esta práctica. Calcule los voltajes V1 y V2 en el divisor de tensión de la Figura 3-a Calcule el voltaje Vo en el circuito de la Figura 3-b Laboratorio de ELECTRONICA III


5. Calcule el voltaje Vo en el circuito de la Figura 4-a 6. Calcule el voltaje Vo en el circuito de la Figura 4-b en función de R9 7. Para el circuito de la Figura 4-b, calcule el valor de R9 de tal forma que la ganancia sea igual a la ganancia del circuito de la Figura 4-a. NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. AMPLIFICADOR DIFERENCIADOR. 1.1.

1.2.

Monte el circuito diferenciador de la Figura 1. Ajuste los voltajes de entrada V1 y V2 como se indica en la Tabla II. En cada caso, mida el Voltaje de salida Vo. Para generar los voltajes de corriente continua V1 y V2, emplee los circuitos de la Figura 2. Aunque no se indique, los amplificadores de la Figura 2 deben polarizarse. Calcule el voltaje de salida para cada una de las entradas de la Tabla II. Complete la Tabla II.

Figura 1. Circuito diferenciador.



Figura 2. Circuito para generar los voltajes V1 y V2

V1

V2

2 2 1 1 -1 -1 -2 -2

1 -1 1 -1 1 -1 1 -1

Tabla I. Amplificador diferenciador Vo Vo Av=Vo /(V1Medido Calculado V2)

Av Calculada

% error

2. AMPLIFICADOR DE INSRUMENTACIÓN. +9V

+9V

47K

47K

R5

R12 R1

R2 4

V1

R6

10K

10K

R13

3 1

100

2

R3

R9

V1

U1:A

R7

R4

10K

7 6

10K

R14 -9V

R11

10K

47K

(a)

Vo

LM324

V2

11

10K

U1:B

5

R10

LM324

V2

10K

100

Vo

R8

+9V

4

+9V

11

10K

-9V

47K

(b) Figura 3. Circuito diferenciador con entrada diferencial



Monte el divisor de tensión de la Figura 3-a. Mida los voltajes V1 y V2. Consigne las mediciones en la Tabla III. Una el divisor de tensión con el amplificador diferenciador como se muestra en la Figura 3-b. Mida los voltajes V1, V2 y Vo. Anote los valores en la Tabla III. Monte el circuito de la Figura 4-a. Mida y consigne el voltaje Vo en la Tabla III. Monte el circuito de la Figura 4-b. Ajuste el valor de R9 con el trimpot de tal forma que la ganancia del circuito sea la misma que la ganancia del circuito de la Figura 4-a. Mida y consigne el voltaje Vo en la Tabla III.

2.2. 2.3. 2.4.

Tabla III. Amplificador de instrumentación. V1 V2 Vo

Numeral 2.1.

Medido Calculado Medido Calculado Medido Calculado Medido Calculado

2.2 2.3 2.4

+9V

+9V 4

U2:B

4

U1:B +9V

5

5

10K

10K

LM324 4

R2 10K

-9V

R6

V1

3

R4

4

47K

R9

1

10K

10

U2:C

Vo

LM324

10K

R7

U1:A

2

R3

V2 -9V

R1

3

-9V

11

10K

U1:C

R6

Vo

LM324

+9V

10K

10K

100

R3

+9V

10K

-9V

2

100

R8 R2

U1:A 1

R7

LM324

R5

R1

+9V

10K

6

4

11

R5

7

47K

11

7 6

11

+9V

% error

11

2.1.

R10

R4

10K

10K

-9V

9 8

8

9

10 4

11

LM324 LM324

-9V

+9V

(a)

(b) Figura 4. Amplificador de Instrumentación EVALUACION

INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. Laboratorio de ELECTRONICA III


2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

     

Analice los datos consignados en la Tabla I. Analice los datos consignados en la Tabla I. Explique porque los valores medidos en V1 y V2 en la Figura 3-a son diferentes a los medidos en la Figura 3-b. Cuáles son las desventajas del circuito de la Figura 3-b. Cuáles son las ventajas del circuito de la Figura 4-a respecto al circuito de la Figura 3-b. Cuáles son las desventajas del circuito de la Figura 4-a. Cuáles son las ventajas del circuito de la Figura 4-b respecto al circuito de la Figura 4-a. BIBLIOGRAFÍA Manuales de los equipos disponibles en el laboratorio (Osciloscopio, fuente de DC, generador de señales, multímetro). Hoja de datos del LM741. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf PERTENCE, Antonio Junior .Amplificadores Operacionales y Filtros Activos. McGraw-Hill.1991 COUGHLIN. Robert, Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. 4ª Ed. Prentice Hall.1993. BOYLESTAD, Robert y Luois Nashelsky. Electrónica Teoría de circuitos.6 ª Ed.Prentice Hall, 1997. FORCADA, Julio. El Amplificador Operacional. Alfaomega.1996.



UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 5 AMPLIFICADOR DERIVADOR E INTEGRADOR COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analizar y diseñar circuitos El estudiante: electrónicos basados en  Utiliza la simbología apropiada para representar un amplificador amplificadores operacionales operacional. funcionando en región lineal.  Describe el modelo funcional del amplificador operacional de circuito integrado.  Describe el modelo simplificado, la aproximación ideal y las características no ideales del amplificador operacional.  Interpreta los conceptos de ganancia de lazo abierto y ganancia de lazo cerrado en un amplificador operacional teniendo en cuenta los efectos que genera su implementación en un circuito electrónico basado en amplificador operacional.  Identifica a partir de un diagrama esquemático las diferentes configuraciones de los amplificadores operacionales cuando trabajan en región lineal.  Caracteriza un circuito basado en amplificador operacional funcionando en región lineal, utilizando las leyes de circuitos lineales.  Diseña circuitos con amplificadores operacionales funcionando en región lineal utilizando la aproximación ideal y/o no ideal. MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS     

2 Amplificador operacional LM741 Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 2 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.

MATERIALES     

1 Protoboard. Los elementos necesarios para los diseño de los numerales 2, 3 y 4. 1 Resistencia 1KΩ, 1/2 de Watt. 2 condensadores de 0.1 𝜇F 1 condensador de 1 𝜇F @ 15 V

ACTIVIDADES ANTES DE CLASE PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. Muestre el diagrama esquemático del circuito que implementará en el numeral 1. De ese circuito indique como afecta la fase y cuál es la ganancia. 2. Laboratorio de ELECTRONICA III


NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

1. CIRCUITO DERIVADOR 1.1. Monte un circuito derivador con C= 1𝜇F y R= 1kΩ . Alimente el AO con ±9𝑉. 1.2. Aplique a la entrada una onda senoidal de frecuencia 100 Hz y amplitud 4Vpp. Represente en la Figura 1, el voltaje de entrada y el voltaje de salida indicando en los ejes las magnitudes correspondientes. Complete los datos solicitados en la Tabla I. 1.3. Aplique a la entrada una onda triangular de frecuencia 100 Hz y amplitud 4Vpp. Represente en la Figura 2, el voltaje de entrada y el voltaje de salida indicando en los ejes las magnitudes correspondientes. Complete los datos solicitados en la Tabla I. Determine la ganancia y el cambio de fase. Explique cómo obtuvo los resultados.

Figura 1. Gráficas del voltaje de entrada y salida del circuito derivador



Figura 2. Gráficas del voltaje de entrada y salida del circuito derivador Tabla 1. Circuito derivador R

C

Vi (p-p)

Vo (p-p)

Desfase Medido

Desfase Teórico

% error

Ganancia Medida

Ganancia Teórica

% error

Entrada seniodal Entrada triangular

EVALUACION INFORME 1.

2. 3. 4. 5. 6. 7.

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. En el circuito del numeral 1, se presenta cambio de fase?. Si su respuesta es afirmativa explique porque. Se presenta cambio Si su respuesta es afirmativa explique porque. En el circuito del numeral 1, se presenta cambio de de magnitud? Si su respuesta es afirmativa explique porque. Explique a que se deben los porcentajes de error del numeral 1. Calcule matemáticamente la salida de un derivador cuando la entrada es una onda triangular de frecuencia 100 Hz y amplitud 4Vpp. Simule el circuito de la práctica para cada una de las dos entradas. Compare los resultados obtenidos en la práctica y los obtenidos en la simulación. Concluya sobre la práctica. BIBLIOGRAFÍA

   

Manuales de los equipos disponibles en el laboratorio (Osciloscopio, fuente de DC, generador de señales, multímetro). Hoja de datos del LM741. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf PERTENCE, Antonio Junior .Amplificadores Operacionales y Filtros Activos. McGraw-Hill.1991 COUGHLIN. Robert, Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. 4ª Ed. Prentice Laboratorio de ELECTRONICA III


 

Hall.1993. BOYLESTAD, Robert y Luois Nashelsky. Electrónica Teoría de circuitos.6 ª Ed.Prentice Hall, 1997. FORCADA, Julio. El Amplificador Operacional. Alfaomega.1996.



UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 6 CARACTERÍSTICAS NO IDEALES DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJE Analizar y diseñar circuitos El estudiante: electrónicos basados en  Utiliza la simbología apropiada para representar un amplificador amplificadores operacionales operacional. funcionando en región lineal.  Describe el modelo funcional del amplificador operacional de circuito integrado.  Describe el modelo simplificado, la aproximación ideal y las características no ideales del amplificador operacional.  Interpreta los conceptos de ganancia de lazo abierto y ganancia de lazo cerrado en un amplificador operacional teniendo en cuenta los efectos que genera su implementación en un circuito electrónico basado en amplificador operacional.  Identifica a partir de un diagrama esquemático las diferentes configuraciones de los amplificadores operacionales cuando trabajan en región lineal.  Caracteriza un circuito basado en amplificador operacional funcionando en región lineal, utilizando las leyes de circuitos lineales.  Diseña circuitos con amplificadores operacionales funcionando en región lineal utilizando la aproximación ideal y/o no ideal. MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS     

2 Amplificador operacional LM741 Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 2 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.


1 Protoboard. Los elementos necesarios para los diseño de los numerales 2, 3 y 4. 1 Resistencia 1KΩ, 1/2 de Watt. 2 condensadores de 0.1 𝜇F 1 condensador de 1 𝜇F @ 15 V

ACTIVIDADES ANTES DE CLASE PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. Muestre el diagrama esquemático del circuito que implementará en el numeral 1. De ese circuito indique como afecta la fase y cuál es la ganancia. 2. Muestre el diagrama esquemático del circuito que implementará en el numeral 2. De ese circuito Laboratorio de ELECTRONICA III


explique cómo seleccionó las resistencias para obtener una ganancia de 100 y cómo calculó la resistencia de compensación del efecto de las corrientes de polarización de la entrada. 3. Muestre el diagrama esquemático del circuito que implementará en el numeral 3. De ese circuito explique cómo seleccionó las resistencias para obtener una ganancia de 10. 4. Muestre el diagrama esquemático del circuito que implementará en el numeral 4, segunda parte. De ese circuito explique cómo seleccionó las resistencias para obtener una ganancia de 10. Con las medidas que deberá realizar en ese numeral, como determinará el hacho de Banda? NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. MEDIDA DE LA TENSIÓN DE OFFSET 1.1.

Construya un amplificador no inversor de ganancia 100. Alimente el AO con ±9𝑉. Para el diseño seleccione Ri de bajo valor (decenas de Ω). Inserte en la entrada no inversora una resistencia tal que el efecto de las corrientes de polarización de la entrada en el voltaje de salida se minimice. Valor de la resistencia para el circuito diseñado: __________________________

1.2.

Conectar ambas entradas del amplificador a la tierra del sistema. Medir la tensión salida con el voltímetro y anote en la tabla 1. En casa, calcule la tensión de offset de entrada Vio del amplificador operacional despreciando el efecto de la corriente de polarización IB. Compare el valor medido con el valor declarado por el fabricante. Si el valor de Vo cambia contantemente, conecte un condensador de by-pass de 0.1 𝜇F desde cada terminal de alimentación a tierra. Anote los datos solicitados en la Tabla I. Tabla I. Tensión de offset Vo (Medido)

Vio (datasheet)

% error

2. VOLTAJE DE SATURACIÓN. 2.1.

Implemente un amplificador no inversor con ganancia 10. Alimente el AO con ±9𝑉. Aplique a la entrada una tensión senoidal de 500 mV @1000 Hz. Visualice la tensión de salida con el osciloscopio. Aumente progresivamente la tensión de entrada hasta que la tensión de salida en el semiciclo positivo se recorte. Laboratorio de ELECTRONICA III


2.2.

Establezca el voltaje de saturación negativa siguiendo un procedimiento similar al descrito en el numeral 2.1. Tabla II. Tensiones de saturación. Vi diferencial máximo

Vsat(+) (data sheet)

Vsat(-) (data sheet)

Vsat(+) Medido

Vsat(-) medido

%error (+)

%error (-)

3. RESPUESTA EN FRECUENCIA. 3.1.

Implemente un seguidor de tensión. Alimente el AO con ±9𝑉. Conecte una carga a la salida de 10 k .

3.2.

Aplique a la entrada una tensión senoidal de 100mV @1KHz. Anote la tensión de salida en la Tabla III. Disminuya ahora la frecuencia hasta que la salida sea 0.707 veces la salida del punto anterior. La frecuencia a la que esta condición se presenta es FL. Anote el valor de FL. Aumente ahora la frecuencia por encima de 1KHz hasta que la salida se disminuya a 0.707 veces la original. La frecuencia a la que esta condición se presenta es FH. Anote el valor de FH y Vo. Repita todo el procedimiento anterior para un amplificador no inversor de ganancia 10. Completa la Tabla IV.

3.3.

TABLA III. Respuesta en frecuencia, ganancia unitaria y ganancia 10 Frecuencia (Hz)

Vi (Vpico)

Vo (Vpico) Seguidor tensión

Vo (Vpico) de Ganancia 10

1KHz 100 mV FL= 100 mV FH= 100 mV FL= 100 mV FH= 100 mV NOTA. No llene los espacios sombreados.


2. 3. 4. 5.

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. Es posible hacer cero el voltaje de salida del numeral 1,2? Explique. En qué tipo de aplicaciones no es importante compensar los errores en el voltaje de offset a la salida? Para el circuito del numeral 3, cual es la diferencia entre el voltaje de entrada diferencial máximo y el voltaje de alimentación? Concluya. Para el circuito del numeral 3, cual es la diferencia entre cada voltaje de saturación y el voltaje de alimentación respectivo? Concluya. Laboratorio de ELECTRONICA III


6. 7. 8.

Calcule el ancho de banda del numeral 4 para cada una de las configuraciones estudiadas. Porque son diferentes los resultados? Analice la pertinencia o no de emplear el LM741 para construir: un amplificador de instrumentación para aplicaciones electrocardiográficas, un amplificador de audio, un amplificador para microondas. Concluya sobre la práctica. BIBLIOGRAFÍA

     




UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 7 FILTROS ACTIVOS DE PRIMER ORDEN COMPETENCIA Diseñar filtros activos basados en la respuesta Butterworth.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE El estudiante:   



Interpreta el concepto de filtrado y reconoce su importancia dentro de la electrónica analógica. Clasifica los circuitos selectivos de frecuencia (Filtros) de acuerdo a la tecnología implementada en el circuito, a la función matemática que modela su comportamiento y a la función de filtrado que realiza. Diseña filtros activos basados en la respuesta

MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS     

1 Amplificador operacional LM741 1 Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 3 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.

MATERIALES   

1 Protoboard. 5 Resistencia 10KΩ, 1/2 de Watt. 2 condensadores de 10 nF

ACTIVIDADES ANTES DE CLASE PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1.

2.

3.

4.

Dibuje un filtro pasa bajas de primer orden, ganancia máxima unitaria. Para dicho circuito indique: a. Función de transferencia (ganancia de tensión) en función de jw o s. b. Frecuencia de corte Dibuje un filtro pasa altas de primer orden, ganancia máxima unitaria. Para dicho circuito indique: a. Función de transferencia (ganancia de tensión) en función de jw o s. b. Frecuencia de corte Dibuje un filtro pasa bajas de primer orden, con posibilidad de ajuste de la ganancia máxima. Para dicho circuito indique: a. Función de transferencia (ganancia de tensión) en función de jw o s. b. Frecuencia de corte Dibuje un filtro pasa altas de primer orden, ganancia máxima unitaria. Para dicho circuito indique: a. Función de transferencia (ganancia de tensión) en función de jw o s. b. Frecuencia de corte Laboratorio de ELECTRONICA III


NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. FILTRO PASA BAJAS DE PRIMER ORDEN. 1.1. Monte el circuito de la Figura 1-a. Alimente el AO con ±9𝑉 . En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador para cada uno de los valores indicados en la Tabla 1. Anote en cada caso la tensión de salida Vo. R5

R6

10k

10k

U1

U2

R1

R3

Vo

Vi

Vo

Vi 10k

10k OPAMP

OPAMP

R2 10k

C1

10k

C2

10nF

R4

10nF

(a)

(b) Figura 1. Filtros Pasabajas

Numeral

Vi medido

100Hz

500Hz

Tabla 1. 1000Hz 1500Hz

2000Hz

2500Hz

3000Hz

10KHz

1-1 1-2 2-a 2-b 1.2. Monte el circuito de la Figura 1-b. Alimente el AO con ±9𝑉 . En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador para cada uno de los valores indicados en la Tabla I. Anote en cada caso la tensión de salida Laboratorio de ELECTRONICA III


Vo. 2. FILTRO PASA ALTAS DE PRIMER ORDEN 2.1. Monte el circuito de la Figura 2-a. Alimente el AO con ±9𝑉 . En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador para cada uno de los valores indicados en la Tabla I. Anote en cada caso la tensión de salida. R5

R6

10k

10k

U1

U2

C1

C4

Vo

Vi

Vo

Vi 10nF

R1

OPAMP

10k

10nF

R2

R8

10k

10k

OPAMP

R4 10k

(a)

(b) Figura 2. Filtros pasa-altas 2.2. Monte el circuito de la Figura 2-b. Alimente el AO con ±9𝑉 . En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador para cada uno de los valores indicados en la Tabla 1. Anote en cada caso la tensión de salida Vo.


4. 5.

     

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. Dibuje la curva de respuesta en frecuencia para cada una de las filas de la Tabla I. Para cada curva determine: tipo de filtro, frecuencia de corte, ganancia máxima. Construya una tabla con los datos teóricos y experimentales de: tipo de filtro, frecuencia de corte y ganancia máxima para cada uno de los filtros de la práctica. Cuando sea pertinente, calcule el porcentaje de error. Concluya acerca de las posibles diferencias. BIBLIOGRAFÍA Manuales de los equipos disponibles en el laboratorio (Osciloscopio, fuente de DC, generador de señales, multímetro). Hoja de datos del LM741. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm741.pdf PERTENCE, Antonio Junior .Amplificadores Operacionales y Filtros Activos. McGraw-Hill.1991 COUGHLIN. Robert, Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales. 4ª Ed. Prentice Hall.1993. BOYLESTAD, Robert y Luois Nashelsky. Electrónica Teoría de circuitos.6 ª Ed.Prentice Hall, 1997. FORCADA, Julio. El Amplificador Operacional. Alfaomega.1996. Laboratorio de ELECTRONICA III


UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 8 FILTROS ACTIVOS DE SEGUNDO ORDEN COMPETENCIA Diseñar filtros activos basados en la respuesta Butterworth.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE El estudiante:  

Interpreta el concepto de filtrado y reconoce su importancia dentro de la electrónica analógica. Clasifica los circuitos selectivos de frecuencia (Filtros) de acuerdo a la tecnología implementada en el circuito, a la función matemática que modela su comportamiento y a la función de filtrado que realiza.



Diseña filtros activos basados en la respuesta

MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS     

1 Amplificador operacional LM741 1 Osciloscopio con sus 2 puntas. 1 Generador de señales con 1 Cable BNC a Caimán 1 Fuente de DC con 3 Cables caimán a Banana. 1 Multímetro Digital.


Los necesarios para los diseños de los numerales 1 y 2. 1 Protoboard. 3 Resistencia 10KΩ, 1/2 de Watt. 2 condensadores de 10 nF

ACTIVIDADES ANTES DE CLASE PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1.

Diseñe un filtro pasa-altas activo de segundo orden, ganancia unitaria y frecuencia de corte según la Tabla 1. Presente el procedimiento de diseño y el circuito con los valores de los elementos según el diseño realizado. TABLA I. Frecuencias de corte para los numerales 1 y 2 del preinforme. Puesto f (KHz)

2.

3.

1 500

2 1000

3 1500

4 2000

5 2500

6 3000

7 3500

8 4000

9 4500

Diseñe un filtro pasa-bajas activo de segundo orden, ganancia unitaria y frecuencia de corte según la Tabla 1. Presente el procedimiento de diseño y el circuito con los valores de los elementos según el diseño realizado. Analice el filtro pasa banda de segundo orden mostrado en el numeral 3 de esta práctica, para R1=R2= Laboratorio de ELECTRONICA III

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER GUÍA DE LABORATORIO 10KΩ, C1=C2=10nF. Determine: función de transferencia normalizada, Frecuencia de corte, factor de calidad, ganancia máxima.

-

NOTA: No olvide utilizar su bata blanca y usar zapatos cerrados preferiblemente de goma en el laboratorio. No olvide sus herramientas de trabajo (Pinzas, Pelacables, Cables, etc) Al inicio de la práctica deben presentar la solución de las preguntas del pre informe

Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. 1.1.

MEDIDA DE RESISTENCIAS Mida y anote el valor de las resistencias que empleará en la práctica, complete la Tabla I. Tabla I. Medida de Resistencias Resistencia

Valor nominal

Tolerancia

Valor medido

% error

R1 R2 R3 R4 Tabla II. Medida de Condensadores Condensador C1 C2 C3 C4

2. 2.1.

Valor nominal

Tolerancia

Valor medido

% error

FILTRO PASA ALTAS ACTIVO DE SEGUNDO ORDEN CON GANANCIA UNITARIA. Monte el circuito pasa altas que diseñó en el preinforme. Alimente el AO con ±9𝑉. Dibuje el circuito diseñado en el siguiente espacio.

Figura 1. Filtro pasa-altas diseñado Laboratorio de ELECTRONICA III


2.2. 2.3. 2.4.

2.5.

Su frecuencia de corte de diseño es ___________Hz En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador entre una década por abajo de la frecuencia de corte de diseño y una década por encima de dicha frecuencia de corte. En total tome 11 datos, anote la frecuencia y la respectiva tensión de salida Vo en la Tabla III. En casa, realice una gráfica de ganancia contra frecuencia. Interprete los resultados.

Tabla III. Voltaje de salida para el filtro pasa-altas Circuito

Vi med.

Hz

Hz

Hz

Hz

Hz

Fc= Hz

Hz

Hz

Hz

Hz

Hz

H.P.F

3. 3.1.

FILTRO PASA BAJAS ACTIVO DE SEGUNDO ORDEN CON GANANCIA UNITARIA. Monte el circuito que diseñó con anterioridad. Alimente el AO con ±9𝑉. Dibuje el circuito diseñado en el siguiente espacio.

Figura 2. Filtro pasa-bajas diseñado

3.2. 3.3. 3.4.

3.5.

Su frecuencia de corte de diseño es ___________Hz En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador entre una década por abajo de la frecuencia de corte de diseño y una década por encima de dicha frecuencia de corte. En total tome 11 datos, incluyendo la frecuencia de corte. Anote la frecuencia y la respectiva tensión de salida Vo en la Tabla IV. Realice una gráfica de ganancia contra frecuencia. Interprete los resultados.



Tabla 4. Datos para el filtro pasa-Bajas Circuito

Vi med.

Hz

Hz

Hz

Hz

Fc= Hz

Hz

Hz

Hz

Hz

Hz

KHz

L.P.F

4.

FILTRO PASA BANDA ACTIVO DE SEGUNDO ORDEN.

4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

4.5. 4.6.

Monte el circuito de la Figura 3. Alimente el AO con ±9𝑉. Según el análisis matemático del circuito, la frecuencia de resonancia del circuito es _________Hz y las frecuencias de corte alto y bajo son _________ Hz, _________Hz, respectivamente. En la entrada vi, aplique una señal senoidal de 500 mVp. Mantenga constante esta tensión durante toda la práctica. Varíe la frecuencia del generador entre dos décadas por abajo de la frecuencia de resonancia y dos décadas por encima de dicha frecuencia resonancia. En total tome 11 datos, incluya la salida para la frecuencia de resonancia experimental y las salidas para las frecuencias de corte experimentales. Anote la frecuencia y la respectiva tensión de salida Vo en la Tabla V. Realice una gráfica de ganancia contra frecuencia. Interprete los resultados. Compare las frecuencias teóricas calculadas en el punto 4.2 con las respectivas frecuencias experimentales consignadas en la Tabla V. Explique las posibles diferencias. Tabla V. Datos para el filtro Pasa Bandas

Circuito

Vi med.

Hz

Hz

Fl Hz

Hz

fo= Hz

Hz

Hz

Hz

Fh Hz

Hz

KHz

H.P.F

C2 10n

R2 20K

R1

C1

U1

vi 10K

10n

vo

Figura 3. Filtro pasa-bandas



EVALUACION INFORME   

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. Dibuje la curva de respuesta en frecuencia para cada una de las filas de la Tabla 1. Para cada curva determine: tipo de filtro, frecuencia de corte, ganancia máxima. Construya una tabla con los datos teóricos y experimentales de: tipo de filtro, frecuencia de corte y ganancia máxima para cada uno de los filtros de la práctica. Cuando sea pertinente, calcule el porcentaje de error. Concluya acerca de las posibles diferencias. BIBLIOGRAFÍA

     




UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 9 ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en amplificadores operacionales funcionando en región no lineal.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE El estudiante: 





Identifica cuando un amplificador operacional trabaja en región no lineal. Interpreta el concepto de lazo abierto y realimentación positiva en un amplificador operacional y las implicaciones que tienen para su análisis. Obtiene la curva característica de un circuito comparador en lazo abierto basado en la característica ideal de conmutación del amplificador operacional. Obtiene la curva característica de un circuito comparador con histéresis basado en la característica ideal de conmutación del amplificador operacional y las leyes de circuitos lineales.

MATERIALES Y EQUIPOS EQUIPOS    



5 resistencias de 10K 2 Amplificador operacional LM741 2 potenciómetros de 10 K 1 Protoboard. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Entregue en un informe lo siguiente relacionados con proyecto de aula: 1. Diagrama esquemático del diseño propuesto. 2. Procedimiento de diseño, incluyendo cálculos y selección de elementos. 3. Simulación de las diferentes etapas del diseño. NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar.



1.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE DISEÑO DE UNA ETAPA DE ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL.

1.1. Monte la etapa de pre amplificación. Simule la salida del transductor con el generador de señal. Observe tanto la entrada como la salida en el osciloscopio. Determine la ganancia. 1.2. Monte la etapa de filtrado. Simule la salida del preamplificador con el generador de señal. Observe tanto la entrada como la salida en el osciloscopio. Determine la ganancia para un rango de frecuencia que vaya desde 0.1 veces la frecuencia de corte bajo hasta 10 veces la frecuencia de corte alto. Consigne los datos en una Tabla.

EVALUACION INFORME   

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. Compare la ganancia obtenida experimentalmente con la ganancia diseñada. Si el porcentaje de error está por encima del 5 % deberá repetir el diseño. Compare las frecuencias de corte alto y corte bajo obtenidas en la práctica con las frecuencias de diseño. Si el porcentaje de error está por encima del 5 % deberá repetir el diseño.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 10 DETECTORES DE CRUCE POR CERO Y DE NIVEL COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en amplificadores operacionales funcionando en región no lineal.










3 resistencias de 10K 2 Amplificador operacional LM741 Un potenciómetro de 10 K 1 Protoboard. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. Que es un circuito detector de cruce por cero basado en amplificadores operacionales? 2. Cuáles son los dos tipos de detectores de cruce por cero y cuál es su respectiva curva característica de entrada salida? 3. Que es un circuito detector de nivel basado en amplificadores operacionales? 4. Cuáles son los tipos de detectores nivel y cuál es su respectiva curva característica de entrada salida? NOTA: -


Es obligación del estudiante estudiar el desarrollo de la práctica descrito en las actividades de aprendizaje. El Laboratorio de ELECTRONICA III


docente está en la facultad de realizar preguntas referentes a esta, con el fin de determinar si el estudiante conoce lo que se va a realizar. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. DETECTOR DE CRUCE POR CERO 1.1. Monte el circuito detector de cruce por cero mostrados en la Figura 1-a. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 3V pico @100 Hz. 1.2. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 2-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 2-b. 1.3. Monte el circuito detector de cruce por cero mostrados en la Figura 1-b. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 3V pico @100 Hz. 1.4. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 3-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 3-b. U1

U2 Vi Vo

Vi

OPAMP

R

Vo

OPAMP

10k

R 10k

Figura 1. Circuitos detectores de cruce por cero.

(a)

(b)

Figura 2. Gráficas para el detector de cruce por cero de la Figura 1.a



(a)

(b)

Figura 3. Gráficas para el detector de cruce por cero de la Figura 1.b 2.

DETECTORES DE NIVEL

2.1. Monte el circuito detector de nivel mostrado en la Figura 4-a. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 3V pico @100 Hz. Con el potenciómetro ajuste VREF de tal forma que sea la mitad de la amplitud de la señal de entrada. 2.2. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 5-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 5-b. 2.3. Para el mismo circuito de la Figura 4-a, repita todo el procedimiento ajustando ahora con el potenciómetro VREF de tal forma que sea negativo e igual a la mitad de la amplitud de la señal de entrada. Consigne las gráficas en la Figura 6-a y 6-b. 2.4. Monte el circuito detector de nivel mostrado en la Figura 4-b. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 3V pico @100 Hz. Con el potenciómetro ajuste VREF de tal forma que sea la mitad de la amplitud de la señal de entrada. 2.5. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 7-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 7-b. 2.6. Para el mismo circuito de la Figura 4-b, repita todo el procedimiento ajustando ahora con el potenciómetro VREF de tal forma que sea negativo e igual a la mitad de la amplitud de la señal de entrada. Consigne las gráficas en la Figura 8-a y 8-b



+9 V

+9 V

R2

R5

10k

10k

U2 POT

U1

VREF

Vo

10k

OPAMP Vi

POT

VREF

Vo

10k

OPAMP

R

Vi

10k

10k

R1

R4

10k

10k

-9 V

R3

-9 V

(a)

(b) Figura 4. Circuitos detectores de nivel.

(a)

(b)

Figura 5. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.a, +VREF

(a)

(b)

Figura 6. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.a, -VREF Laboratorio de ELECTRONICA III


(a)

(b)

Figura 7. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.b, +VREF

(a)

(b)

Figura 8. Gráficas para el detector de de nivel de la Figura 4.b, -VREF EVALUACION INFORME 1.

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica.







UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 11 COMPARADORES CON HISTERESIS COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en amplificadores operacionales funcionando en región no lineal.











PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: 1. Que es realimentación positiva en amplificadores operacionales? Defina voltaje de umbral superior y voltaje de umbral inferior. 2. Que es histéresis en un comparador de cruce por cero con histéresis? 3. Cuál es la función de un detector de nivel con histéresis 4. Realice el diseño de un detector de nivel de voltaje con ajuste independiente de la histéresis y del voltaje central para monitorear una batería de 9 V. Cuando el voltaje de la batería cae bajo 7.5 V, se desea conectarla a un cargador. Cuando el voltaje de la batería alcanza 10.5 V se desea que se desconecte del cargador. Alimente el circuito con ±15 𝑉. NOTA: -

No olvide utilizar su bata blanca y usar zapatos cerrados preferiblemente de goma en el laboratorio. No olvide sus herramientas de trabajo (Pinzas, Pelacables, Cables, etc) Laboratorio de ELECTRONICA III


-

Al inicio de la práctica deben presentar la solución de las preguntas del pre informe


DETECTOR DE CRUCE POR CERO CON HISTÉRESIS

1.1. Monte el circuito detector de cruce por cero mostrado en la Figura 1. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 1V pico @100 Hz. Observe que la salida no cambia. Explique el comportamiento. 1.2. Aplique ahora en Vi una señal triangular de 5V pico @100 Hz. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 1-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 1-b. En esta gráfica identifique y etiquete los valores de VUT, VLT, VH. Explique el funcionamiento del circuito. U1 Vi Vo

OPAMP

R1 10k

5k

R2

Figura 1. Circuitos detectores de cruce por cero.

(a)

(b)



Figura 2. Gráficas para el detector de cruce por cero con histéresis de la Figura 1. 2.

DETECTOR DE NIVEL CON HISTÉRES

2.1. Monte el circuito diseñado en el numeral 4 del pre-informe. Emplee un potenciómetro conectado a la fuente de alimentación positiva para simular variación de la tensión de batería. 2.2. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 3V pico @100 Hz. Con el potenciómetro ajuste VREF de tal forma que sea la mitad de la amplitud de la señal de entrada. 2.3. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 5-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 5-b. 2.4. Para el mismo circuito de la Figura 4-a, repita todo el procedimiento ajustando ahora con el potenciómetro VREF de tal forma que sea negativo e igual a la mitad de la amplitud de la señal de entrada. Consigne las gráficas en la Figura 6-a y 6-b 3. Monte el circuito detector de nivel mostrado en la Figura 4-b. Alimente el amplificador con ±9𝑉. Aplique en Vi una señal triangular de 3V pico @100 Hz. Con el potenciómetro ajuste VREF de tal forma que sea la mitad de la amplitud de la señal de entrada. 3.1. Visualice la señal de entrada en CH1 del osciloscopio y la señal de salida en CH2. Dibuje ambas gráficas en el oscilograma de la Figura 7-a. Obtenga luego la curva característica de entrada salida. Para ellos active la emplee opción DISPLAY y presione F2 para seleccionar X-Y. Dibuje la curva resultante en el oscilograma de la Figura 7-b. 3.2. Para el mismo circuito de la Figura 4-b, repita todo el procedimiento ajustando ahora con el potenciómetro VREF de tal forma que sea negativo e igual a la mitad de la amplitud de la señal de entrada. Consigne las gráficas en la Figura 8-a y 8-b

+9 V

+9 V

R2

R5

10k

10k

U2 POT

U1

VREF

Vo

10k

OPAMP Vi

POT

VREF

Vo

10k

OPAMP

R

Vi

10k

10k

R1

R4

10k

10k

-9 V

R3

-9 V

(a)

(b) Figura 4. Circuitos detectores de nivel.



(a)

(b)

Figura 5. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.a, +VREF

(a)

(b)

Figura 6. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.a, -VREF

(a)

(b)

Figura 7. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.b, +VREF



(a)

(b)

Figura 8. Gráficas para el detector de nivel de la Figura 4.b, -VREF EVALUACION INFORME 

Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 12 DISEÑO CON COMPARADORES COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en amplificadores operacionales funcionando en región no lineal.










5 resistencias de 10K 2 Amplificador operacional LM741 2 potenciómetros de 10 K 1 potenciómetro de 100 K 1 Protoboard. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas: Para el circuito detector de nivel de voltaje con ajuste independiente de la histéresis y del voltaje central: 1. Defina voltaje central 2. Cuáles son las expresiones para: voltaje de umbral superior, voltaje de umbral inferior, voltaje central y voltaje de histéresis. 3. Cuál es la función del potenciómetro nR? Cuál es la función del potenciómetro mR? 4. Diseñe el circuito según las indicaciones del numeral 1.2 . NOTA: -

No olvide utilizar su bata blanca y usar zapatos cerrados preferiblemente de goma en el laboratorio. No olvide sus herramientas de trabajo (Pinzas, Pelacables, Cables, etc) Laboratorio de ELECTRONICA III


-

Al inicio de la práctica deben presentar la solución de las preguntas del pre informe


DETECTOR DE NIVEL CON AJUSTE INDEPENDIENTE

1.1. Monte el circuito detector de nivel de la Figura 1. 1.2. Se desea monitorear una batería de Vbat V. Cuando el voltaje de la batería cae por debajo de V1 V, se debe encender un diodo LED conectado a la salida del circuito simulando la conexión a un cargador. Cuando el voltaje de la batería alcanza V2 V, se debe apagar el diodo LED simulando la desconexión del cargador. Los valores de Vbat, V1 y V2 se encuentran en la Tabla I, según el puesto de trabajo que le corresponda. 1.3. Aplique en Vi una señal de tensión de corriente continua que simule la carga y la descarga de la batería. Utilice un potenciómetro como divisor de tensión. TABLA I. Puesto de trabajo Alimentación Vbat V1 V2 1

± 14

9

7.5

10.5

2

± 14

8

7

9

3

± 12

7

6

8

4

± 12

6

5

7

5

±9

6

5

7

6

±9

5

4.5

5.5

7

±9

5

4

6

9

±9

4

3

5

1.4. Varíe el valor de Vi y determine experimentalmente los valores valores de Vsat(+), Vsat(-), VUT, VLT, VH, Vctr. Anote estos valores en la Tabla II. 1.5. En casa, encuentre y/o calcule según corresponda los valores teóricos de Vsat(+), Vsat(-), VUT, VLT, VH, y Vctr. Consigne los resultados en la Tabla II. Vsat(+)

Vsat(-)

TABLA II. VUT

VLT

VH

Vctr

Valores experimentales Valores teóricos % error Laboratorio de ELECTRONICA III


RV1

10K

7 1

+12

R1

3

V1

6

11k

Vo

4 5

2

RV1

10K

-12

Figura 1. Circuitos detectores de cruce por cero. EVALUACION INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. 2. Calcule los porcentajes de error indicados en la Tabla II. Explique posibles diferencias. 3. Con los datos de la Tabla II, construya la gráfica de Vo contra Vi. Etiquete en la gráfica los valores de Vsat(+), Vsat(-), VUT, VLT, VH, Vctr.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 13 OSCILADOR PUENTE DE WIEN COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos osciladores senoidales basados en amplificador operacional con redes de realimentación positiva y negativa.


Determina la función de transferencia y los parámetros de oscilación en los circuitos osciladores RC Determina la función de transferencia y los parámetros de oscilación en los circuitos osciladores sintonizados LC. Diseña circuitos osciladores basados en amplificador operacional.




Resistencias según diseño. Condensadores según diseño. 2 Amplificador operacional LM741. 1 Potenciómetros de 10 K 1 Protoboard. ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. Responder las siguientes preguntas para el oscilador senoidal en puente de Wien: 1. Cuál es la expresión para la frecuencia de resonancia del circuito? 2. Cuál es la condición para estabilidad del circuito? 3. Diseñar e implementar un oscilador con puente de Wien con amplificadores operacionales con frecuencia de oscilación según el numeral 1.2 de esta práctica. NOTA: -



1.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE OSCILADOR CON PUENTE DE WIEN.

1.1. Monte el circuito de la Figura 1. Alimente el circuito con ±15 V. Laboratorio de ELECTRONICA III


1.2. Diseñe el circuito para que oscile a la frecuencia indicada en la Tabla I. TABLA I. Puesto f (KHz)

1 1

2 1.5

3 2

4 2.5

5 3

6 3.5

7 4

8 4.5

9 5

R2

-12

4 5

R1

2 6

Vo

7 1

3

C

+12

R

C

R

Figura 1. Oscilador en puente de Wien 1.3. Anote los valores de los elementos según el diseño en la Tabla 2.

R

C

TABLA II. R1

R2

1.4. Una vez diseñado e implementado el oscilador, emplee el osciloscopio para medir la frecuencia de la señal obtenida en la salida del oscilador. Anote el valor medido de frecuencia en la Tabla III. Anote los resultados en la Tabla III. 1.5. Dibuje en el oscilograma de la Figura 2, la señal de salida Vo en el canal 1 (CH1) y la señal de la terminal no inversora en el canal 2 (CH2), sobrepuestas. Mida el desfase entre las dos señales, así como la relación de amplitudes. TABLA III

Frecuencia

Relación de amplitudes

Desfase (grados)

Medida Teórica % error



Figura 2.

EVALUACION INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. 2. Muestre el procedimiento para calcular la frecuencia de resonancia y la relación de ganancias del Oscilador en puente de Wien. 3. Muestre el procedimiento para calcular los valores de diseño consignados en la Tabla II. 4. Explique los resultados de la Tabla III.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 14 OSCILADOR POR CAMBIO DE FASE COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos osciladores senoidales basados en amplificador operacional con redes de realimentación positiva y negativa.







PREINFORME. Responder las siguientes preguntas para el oscilador por cambio de fase: 1. Cuál es la expresión para la frecuencia de resonancia del circuito? 2. Cuál es la condición para estabilidad del circuito? 3. Diseñar e implementar un oscilador por cambio de fase con amplificadores operacionales con frecuencia de oscilación según el numeral 1.2 de esta práctica. NOTA: -



1.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE OSCILADOR POR CAMBIO DE FASE. Laboratorio de ELECTRONICA III


1.1. Monte el circuito de la Figura 1. Alimente el circuito con ±15 V. 1.2. Diseñe el circuito para que oscile a la frecuencia indicada en la Tabla I. TABLA I. Puesto f (KHz)

1 1

2 1.5

3 2

4 2.5

5 3

6 3.5

7 4

8 4.5

9 5

R2

-12

4 5

R

2 6

Vo

7 1

3

+12

C

C

C

R

R

Figura 1. Oscilador por cambio de fase. 1.3. Anote los valores de los elementos según el diseño en la Tabla 2.

R

TABLA II. C

R1

1.4. Una vez diseñado e implementado el oscilador, emplee el osciloscopio para medir la frecuencia de la señal obtenida en la salida del oscilador. Anote el valor medido de frecuencia en la Tabla III. 1.5. Dibuje en el oscilograma de la Figura 2, la señal de salida Vo en el canal 1 (CH1) y la señal de la terminal inversora en el canal 2 (CH2), sobrepuestas. Mida el desfase entre las dos señales, así como la relación de amplitudes. TABLA III Frecuencia

Relación de amplitudes

Desfase (grados)

Medida Teórica % error



Figura 2.

EVALUACION INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. 2. Muestre el procedimiento para calcular la frecuencia de resonancia y la relación de ganancias del Oscilador por cambio de fase 3. Muestre el procedimiento para calcular los valores de diseño consignados en la Tabla II. 4. Explique los resultados de la Tabla III.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 15 OSCILADORES NO LIENALES COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos osciladores senoidales basados en amplificador operacional con redes de realimentación positiva y negativa.







PREINFORME. Responder las siguientes preguntas para el oscilador no lineal: 4. Qué otros nombres recibe el oscilador no lineal de esta práctica? 5. Cuáles son las expresiones para VLT y VUT en esta práctica? 6. Cuál es la condición para que el periodo de oscilación del circuito dependa únicamente de R3 y C? 7. Para la condición anterior, cuál es la expresión para la frecuencia de oscilación del circuito? 8. Qué tipo de forma de onda se obtiene a la salida del circuito? NOTA: -



OSCILADOR NO LINEAL. Laboratorio de ELECTRONICA III


1.6. Monte el circuito de la Figura 1. Alimente el circuito con ±15 V. 1.7. Diseñe el circuito para que oscile a la frecuencia indicada en la Tabla I. VLT y VUT deben ser -10 v y +10V respectivamente. TABLA I. Puesto f (Hz)

1 100

2 150

3 200

4 250

5 300

C

6 350

7 400

8 450

9 500

R3

4 5

U1 2 6

Vo

7 1

3

LM741

R1

R2

Figura 1. Oscilador no lineal . 1.8. Anote los valores de los elementos según el diseño en la Tabla 2. TABLA II. R3

C

R1

R2

1.9.

Una vez diseñado e implementado el oscilador, emplee el osciloscopio para medir la frecuencia de la señal obtenida en la salida del oscilador. Anote el valor medido de frecuencia en la Tabla III.

1.10.

Dibuje en el oscilograma de la Figura 2, la señal de salida Vo en el canal 1 (CH1) y la señal de la terminal inversora en el canal 2 (CH2), sobrepuestas. TABLA III Frecuencia Medida Teórica % error



Figura 2.

EVALUACION INFORME 1. Entregar el desarrollo de los procedimientos de las actividades de aprendizaje en un informe con los cálculos, análisis de datos, anotaciones, gráficas, esquemas y demás, según cada uno de los puntos del procedimiento de la práctica. 2. Muestre el procedimiento para calcular la frecuencia de oscilación, VLT y VUT. 3. Muestre el procedimiento para calcular los valores de diseño consignados en la Tabla II. 4. Explique los resultados de la Tabla III.





UNIDAD ACADÉMICA: FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERIAS ASIGNATURA: LABORATORIO ELECTRONICA III PRACTICA No. 16 PROYECTO DE SEMESTRE COMPETENCIA Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en el amplificador operacional utilizando las leyes de circuitos eléctricos.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE El estudiante:    

Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en amplificadores operacionales funcionando en región lineal. Analizar y diseñar circuitos electrónicos basados en amplificadores operacionales funcionando en región no lineal. Analizar y diseñar circuitos osciladores senoidales basados en amplificador operacional con redes de realimentación positiva y negativa. Diseñar filtros activos basados en la respuesta Butterworth y Chebyshev



MATERIALES 

Los necesarios para el diseño del proyecto ACTIVIDADES ANTES DE CLASE

PREINFORME. 1. 2. -

Monte y ajuste el proyecto según lo indicado en el Formato de Proyecto de Aula Entregue el informe del proyecto según lo indicado en el Formato de Proyecto de Aula. No olvide utilizar su bata blanca y usar zapatos cerrados preferiblemente de goma en el laboratorio. No olvide sus herramientas de trabajo (Pinzas, Pelacables, Cables, etc) Al inicio de la práctica deben presentar la solución de las preguntas del pre informe


2.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE SUSTENTACIÓN DEL PROYECTO.

2.1. Sustente el proyecto según lo indicado en el Formato de Proyecto de Aula.



EVALUACION INFORME 1. El informe deberá ser entregado antes de la sustentación del proyecto.





Anexos



ANEXO 1. FORMATO DE PREINFORMES DE LABORATORIO IDENTIFICACIÓN PRACTICA N°: NOMBRE DE LA PRÁCTICA:

FECHA: INTEGRANTES

NOMBRE:

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO: GRUPO:

PROGRAMA:

N° grupo:

DOCENTE:

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

MARCO TEÓRICO

MATERIALES Y EQUIPOS

PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIÓN)

NOTA DE SEGURIDAD

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS



ANEXO 2. FORMATO DE INFORMES DE LABORATORIO IDENTIFICACIÓN PRACTICA N°: NOMBRE DE LA PRÁCTICA:

FECHA: INTEGRANTES

NOMBRE:

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO:

NOMBRE:

CÓDIGO: GRUPO:

PROGRAMA:

DOCENTE:

N° grupo: RESUMEN

TABLAS DE DATOS Y GRAFICAS

EVALUACIÓN Y CALCULOS

ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS

OBSERVACIONES

CONCLUSIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS




Laboratorio de Electrónica III V3

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