Instituto Tecnológico de Celaya Departamento de Ingeniería Mecatrónica Práctica #4 Equipo # Salador Cerantes Soto! "$%$&"'(itcelaya)edu)m* +esumen Una aplicación de los diodos es el poder cambiar la apariencia de las señales a través de configuraciones distintas, conectando diodos junto a un capacitor electrolítico, una fuente de corriente directa y una resistencia, a esto se le conoce como sujetadores como sujetadores.. Se analizarán varias configuraciones de diodos, ue desplazan la señal triangular aplicada a un nivel diferente. Pala,ras Clae! "iodo, sujetadores, capacitor, señal triangular. I)
Introducción
# cont contin inua uaci ción ón,, dent dentro ro de esta esta prác prácti tica ca se analiza analizan n varias varias configu configurac racion iones es de diodos diodos ue desplazan la señal aplicada a un nivel diferente sin modificar su apariencia. $s una más de las aplicaciones comunes de los diodos en el estudio de electrónica analógica, son los sujetadores, los sujetadores, los cuales definiremos!
Un sujetador es una red compuesta de un diodo diodo,, un resis resistor tor y un capac capacito itor r que desplaza una forma de onda a un nive nivell de cd dife difere rent nte e sin sin camb cambia iarr la %&' apariencia de la señal aplicada. . (o util utiliz izad ado o para para este este tipo tipo de rede redess es! es! un capa capaci cito torr elec electr trol olít ític ico o ue ue no se desc descar argu guee durante el tiempo de no conducción del diodo, ya ue ue esto sto pudi pudier eraa caus causar ar ue ue el arr arregl eglo no func funcio ione ne como como se espe espera rarí ríaa norm normal alme ment nte. e. #demás de una resistencia de un alto valor para asegurarnos ue no se dañe ni el capacitor ni el diodo.
Las redes sujetadoras tienen un capa capaci cito torr cone conect ctad ado o dire direct ctam amen ente te desde la entrada hasta la salida con un elemento resistivo en paralelo con la señal de salida. El diodo también está en paralelo con la señal de salida pero
puede o no tener una fuente de cd en serie como un elemento areado %)' .
Desarrollo y resultados)
*ara desarrollar la práctica+ una vez entendidos los conceptos previos acerca de recortadores; se procedió a construir las distintas configuraciones en el softare de simulación y posteriormente se armaro armaron n las config configurac uracion iones es en la protob protoboar oard d -breadboard para poder medir las señales en el osciloscopio.
(as distintas configuraciones ue se analizaron fueron! •
#rre #rregl glo o con con diod diodo o en directa/inversa -sin fuente
pol polari arizaci zación ón
•
#rre #rregl glo o con con diod diodo o en directa/inversa -con fuente
pol polari arizaci zación ón
•
#rre #rregl glo o con con diod diodo o en pol polari arizaci zación ón directa/inversa -con fuente al revés.
Siguiendo este orden se muestran los diferentes arreglos tomados del libro, su respectivo análisis matemático y la simulación de cada recortador+ se muestr muestra, a, además, además, una breve breve descri descripci pción ón de cada imagen.
*ara el desarrollo de esta práctica se utilizó un diodo &01223, un resistor de &45 y un capacitor de
))67 Para la simulación! el olta-e mostrado es un alor +MS para lo cual se multiplicó el olta-e pico ./0 por √ 2
Circuito )1 Para el segundo su-etador se reali2ó este arreglo! con el cual se o,tuo lo que a continuación se muestra) Cálculos3
0o conduce. 8 9 9:2 8: : 8
;ondición. <
8 9 < > 8
Circuito ")1 Para el primer su-etador se reali2ó este arreglo! con el cual se o,tuo lo que a continuación se muestra)
Si conduce.
Cálculos3
: 9
0o conduce!
: 9
8 9 9:2
: 9
8: :
: : 8
;ondición < 8 < < 9
Si conduce. : : : 8 : 8 : =
Circuito %)1 Para el tercer su-etador se reali2ó este arreglo! con el cual se o,tuo lo que a continuación se muestra) Cálculos3
0o conduce. 8 9 9:2 9 : : 8 : 8 8
;ondición. <
8 8 <
: 8
< 9 9
8 9 89 :2
< 8 8 9 9
: 9 8
Si conduce.
:8 8 9
: : 8 : 8 8 : 9
Circuito )1 Para el quinto su-etador se reali2ó este arreglo! con el cual se o,tuo lo que a continuación se muestra) Cálculos3
0o conduce. 8 9 9:2 Circuito 4)1 Para el cuarto su-etador se reali2ó este arreglo! con el cual se o,tuo lo que a continuación se muestra)
:8 : 8
Cálculos3
8 9 98 :2
0o conduce.
: 8 9
8 9 9:2
;ondición.
: 8
<
: 8
8 8 9 <
8 9 89 :2
< 8 9
:8 9 9
< 8 9 9 8
;ondición.
Si conduce.
<
:
8 9 9 <
8 99 :2
>8 9 9
: 8 9
<8 8 8 9 9
:8
Si conduce. :
8 99 :2
(a señal original se muestra en azul, mientras ue la señal medida en el resistor se observa en color amarillo.
Circuito 5)1 Para el se*to su-etador se reali2ó este arreglo! con el cual se o,tuo lo que a continuación se muestra) Cálculos3
0o conduce. 8 9 9:2 :8 8 : 8
8 9 88 :2 :8 9 8
;ondición.
6ig)" Captura de simulación de osciloscopio al medir las se7ales en el arreglo con diodo en
polari2ación directa .sin 8uente0)
Se observa ue la señal de salida -señal amarilla en la resistencia se recorre verticalmente ?acia abajo una magnitud de @A, ue es su valor pico. (a señal azul, por otro lado es la señal original, ue brinda el generador de funciones.
<
8 9 8 < >8 9 8 <8 8 8 9 9
Si conduce. : 99 :2 :8 8
8 9 88 :2 : 9 9 :8 9 9
Simulación)
$n la simulación con el softare NI Multisim 13.0 se obtuvieron las siguientes capturas en el osciloscopio virtual.
6ig) Captura de simulación de osciloscopio al medir las se7ales en el arreglo con diodo en polari2ación inersa .sin 8uente0)
Una vez ue se invirtió la posición del diodo, -a?ora colocado en sentido de la carga es mostrada la misma señal pero recorrida ?acia arriba @A, es decir, su cresta superior se encuentra en &2A y el inferior en 2A.
6ig) % Captura de simulación de osciloscopio del arreglo con diodo en polari2ación directa .con 8uente0)
Se muestra la imagen en la ue aparece la señal cuya cresta superior tiene el valor de la fuente de voltaje de corriente directa ue colocamos, en este caso fue de )A.
6ig) 4 Captura de simulación de osciloscopio del arreglo con diodo en polari2ación inersa .con 8uente0)
$n la imagen se muestra la señal cuya cresta inferior tiene el valor de la fuente de voltaje de corriente directa ue colocamos, para nuestro circuito fue de )A.
6ig) Captura de simulación de osciloscopio del arreglo con diodo en polari2ación directa .con 8uente al re9s0)
Señal medida en el resistor de la configuración, en la cual se puede observar ue el valor máBimo de la señal es C)A, ue es el valor de la fuente de voltaje de corriente directa tomando en cuenta su sentido.
6ig) 5 Captura de simulación de osciloscopio del
arreglo con diodo en polari2ación inersa .con 8uente al re9s0)
$n la imagen se muestra una configuración similar a la anterior con una diferencia en el sentido del diodo, con esta nueva configuración, se obtiene una señal con la amplitud de la señal original pero con un valor mínimo euivalente al valor negativo del voltaje de la fuente de corriente directa, ue es de C)A.
+esultados o,tenidos en la práctica)
aproBimadamente G22mA puesto ue la previa simulación se desarrollo con un diodo ideal.
$n la práctica dentro del laboratorio utilizamos un diodo &01223 y una resistencia de &45+ con los cuales se obtuvieron las siguientes capturas del osciloscopio, en las ue se muestra el comportamiento de la señal medida en la resistencia de &45.
6ig) : Captura de osciloscopio al medir la se7al en el arreglo con diodo en polari2ación inersa .sin 8uente0)
6ig) ' Captura de osciloscopio al medir la se7al original .sin alterar0 que 8ue proporcionada por el generador de 8unciones)
Una vez ue se invirtió la posición del diodo, -a?ora colocado en sentido de la carga es mostrada la misma señal pero recorrida ?acia arriba @A, es decir, su cresta superior se encuentra en H.I y el inferior en 2.3A
Se observa una señal triangular con un voltaje pico de @A, una frecuencia de &22Dz y un Effset de 2A. Un error claro en la práctica, ue por falta de tiempo no fue corregido es ue no se accedió a más mediciones en el menF 4easure del osciloscopio.
6ig) "$ Captura de osciloscopio del arreglo con diodo en polari2ación directa .con 8uente0)
Se muestra la señal desplazada verticalmente ?acia abajo con un valor máBimo de &.IA en vez de )A como en la simulación se mostró. 6ig) & Captura de osciloscopio al medir las se7ales en el arreglo con diodo en polari2ación directa
.sin 8uente0)
Se observa ue la señal de salida -señal amarilla en la resistencia se recorre verticalmente ?acia abajo una magnitud de @A, ue es su valor pico. Sin embargo el voltaje mínimo fue de
6ig) "% Captura de osciloscopio del arreglo con
diodo en polari2ación inersa .con 8uente al re9s0)
6ig) "" Captura de osciloscopio del arreglo con diodo en polari2ación inersa .con 8uente0)
$n la imagen se muestra una configuración similar a la anterior con una diferencia en el sentido del diodo, con esta nueva configuración, se obtiene una señal con la amplitud de la señal original pero con un valor mínimo euivalente al valor negativo del voltaje de la fuente de corriente directa menos el voltaje del modelo euivalente del diodo, ue es de C).3A.
Conclusión grupal) Se observa la señal triangular con un valor II) *ara concluir el reporte de la práctica considero mínimo de &.IA aproBimadamente, a diferencia de los )A ue en la simulación se planteaban al un punto destacable el contemplar siempre ue se considerar un diodo ideal. realizará algFn arreglo con diodos, sea para sujetadores o en alguna otra aplicación, el voltaje de forard ue tiene el modelo del diodo real+ de esta forma nos es posible tener un conocimiento muc?o más aproBimado del comportamiento real de un circuito desde el momento de análisis matemático, para no llevarse sorpresas en el momento de la práctica en el laboratorio. III) 6ig) " Captura de osciloscopio del arreglo con diodo en polari2ación directa .con 8uente al re9s0)
Se puede observar ue el valor máBimo de la señal es C)A92.3A:C&.IA, ue es el valor de la fuente de voltaje de corriente directa tomando en cuenta su sentido en adición al voltaje del modelo del diodo real.
'
+e8erencias
Jobert. (. Koyteslad, (ouis 0as?elsLy. $lectrónica! teoría de circuitos y dispositivos electrónicos.. "écima edición. #ño. )22H *earson educsción. 4éBico. *ágina! GH.
%)' Jobert. (. Koyteslad, (ouis 0as?elsLy. $lectrónica! teoría de circuitos y dispositivos electrónicos.. "écima edición. #ño. )22H *earson educsción. 4éBico. *ágina! GH.
