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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTUTLAN INGENIERIA MECANICA ELECTRICA CAMPO 4
LABORATORIO: ELECTRONICA INDUSTRIAL GRUPO: 1651-C PROFESOR: OSCAR CARMONA ISLAS ALUMNO: LOPEZ CRUZ ISIS EFIGENIA NOMBRE DE LA PRÁCTICA: “EL INTEGRADOR Y DERIVADOR .”
No. DE PRACTICA: PRACTICA 8 SEMESTRE: 6TO SEMESTRE.
FECHA DE REALIZACION: Jueves 25 de Octubre de 2012 FECHA DE ENTREGA: Jueves 08 de noviembre de 2012
INTRODUCCION Integrador ideal
Integra e invierte la señal (V in y Vout son funciones dependientes del tiempo)
Vinicial es la tensión de salida en el origen de tiempos.
Nota: El integrador no se usa en la práctica de forma discreta ya que cualquier señal pequeña de DC en la entrada puede ser acumulada en el condensador hasta saturarlo por completo; sin mencionar la característica de offset del mismo operacional, que también es acumulada. Este circuito se usa de forma combinada en sistemas retroalimenta dos que son modelos basados en variables de estado (valores que definen el estado actual del sistema) donde el integrador conserva una variable de estado en el voltaje de su condensador.
Derivador ideal
Deriva e invierte la señal respecto al tiempo.
Este circuito también se usa como filtro. NOTA: Es un circuito que no se utiliza en la práctica porque no es estable. Esto se debe a que al amplificar más las señales de alta frecuencia se termina amplificando mucho el ruido.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. 1.
Arme el circuito de la figura 8.1. Con una señal senoidal de 2VPP y una frecuencia de 5kHz.
2.-Encienda la fuente de voltaje y el generador de funciones. Observe en la pantalla del osciloscopio la forma de onda de los voltajes Vi y VS y grafíquelos en papel milimétrico anotando su amplitud, frecuencia, periodo y fase. 3.-Varíe la frecuencia para llenar la tabla 8.1. F(kHz)
Vi (V)
Vs (V)
Δvf
1 2 3 4 5 6 10
2 2 2 2 2 2 2
6.10 3.16 2.12 1.60 1.28 1.06 0.636
4.1 1.16 0.12 -0.40 -0.72 -0.94 -1.364
4. Cambie la forma de onda del voltaje de entrada a una señal triangular con una frecuencia de 5kHz, grafique la forma de onda de los voltajes Vi y VS en papel milimétrico anotando su amplitud, frecuencia, periodo y fase. Amplitud
Frecuencia
Periodo
Vi (rojo)
2.0 V
5.0 kHz
0.2 ms
Vs (azul)
1.01 V
5.0 KHz
0.2 ms
Amplitud
Frecuencia
Periodo
Vi (rojo)
2.0 V
5.0 kHz
0.2 ms
Vs (azul)
2.0 V
5.0 KHz
0.2 ms
5. Repita el paso 4 ahora con una señal cuadrada.
6. Arme el circuito de la figura 8.2.
7. Encienda la fuente de voltaje y el generador de funciones. Observe en la pantalla del osciloscopio la forma de onda de los voltajes Vi y VS grafíquelas en papel milimétrico anotando su amplitud, frecuencia, periodo y fase. Amplitud
Frecuencia
Periodo
Vi (rojo)
2.0 V
5.0 kHz
0.2 ms
Vs (morado)
934 mVpp
5.0 KHz
0.2 ms
8. Varié la frecuencia para llenar la tabla 8.2. F(kHz)
Vi (V)
Vs (V)
Δvf
1 2 4 6 8 9 10
2 2 2 2 2 2 2
188m 376m 799m 1.12 1.47 1.65 1.82
-1.812 1.624 -1.201 -0.88 -0.53 -0.35 -0.18
9. Cambie la forma de onda del voltaje de entrada a una señal triangular con una frecuencia de 5kHz, grafique la forma de onda de los voltajes Vi y VS en papel milimétrico anotando su amplitud, frecuencia, periodo y fase Amplitud
Frecuencia
Periodo
Vi (rojo)
2.0 V
5.0 kHz
0.2 ms
Vs (morado)
600 mVpp
5.0 KHz
0.2 ms
10. Repita el paso 9 utilizando ahora una señal cuadrada. Amplitud
Frecuencia
Periodo
Vi (rojo)
2.0 V
5.0 kHz
0.2 ms
Vs (morado)
5.56 mVpp
10 KHz
0.1 ms
CUESTIONARIO 1. En base a las gráficas explique detalladamente el funcionamiento de los circuitos de las figuras 8.1 y 8.2. El circuito 8.1 es un circuito integrador, la señal que entra es senoidal y la que sale es de función coseno, demostrando que lo que está haciendo es integrar la función de entrada ya sea cuadrada o triangular. El circuito 8.2 es un circuito derivador, la señal que entra ya sea del tipo senoidal, triangular o cuadrada la va derivando haciendo que la señal de salida de cómo resultado un una señal cuadrada más larga.
2.-Explique la presencia de la resistencia R2 en paralelo con el capacitor en la figura 8.1. La resistencia invierte la señal.
3. Si la señal de entrada en el circuito de la figura 8.1 es de forma triangular, y la salida de este se conecta al circuito de la figura 8.2 ¿Qué señal a la salida se obtendrá a la salida del circuito de la figura 8.2?
4. Si la señal de entrada para el circuito de la figura 8.1 y la figura 8.2 son las que se muestran en la tabla 8.3, indique el tipo de señal de salida que se obtiene para cada una de ellas y grafíquelas. Señal de entrada Vi a)
Triangular
b) c)
Senoidal Cuadrada
Forma de onda a la salida de la figura 8.1
Senoidal Cosenoidal Triangular
Forma de onda a la salida de la figura 8.2
Cuadrada Cuadrada Cuadrada
a)
8.1
a)
8.2
b)
b )8.2
8.1
c)
8.1
C)8.2
5. Realice una tabla comparativa entre los resultados teóricos con los obtenidos en la práctica y si existen diferencias diga cuáles son las posibles causas que las pr ovocan.
F (kHz)
DATOS TEORICOS Vi (VPP) Vs (VPP)
Δ
vf (VPP)
1
2
6.10
3.05
2
2
3.16
1.58
3
2
2.12
1.06
4
2
1.60
0.80
5
2
1.28
0.64
6
2
1.06
0.53
10
2
0.636
0.32
Tabla 8.1
F (kHz)
Vi (VPP)
Vs (VPP)
1
2
0.188
0.09
2
2
0.376
0.19
4
2
0.799
0.40
6
2
1.12
0.56
8
2
1.47
0.74
9
2
1.65
0.83
10
2
1.82
0.91
Δ
vf (VPP)
Tabla 8.2
DATOS PRÁCTICOS F (kHz)
Vi (V)
Vs (V)
1
2
9.20
4.6
2
2
5.00
2.5
3
2
3.40
1.7
4
2
3
1.5
5
2
2.20
1.1
6
2
2.04
1.02
10
2
1.20
0.6
Δ
vf (V)
Tabla 8.1
F (kHz)
Vi (VPP)
Vs (VPP)
1
1
3.04
3.04
2
1
6.04
6.04
4
1
12.2
12.2
6
1
19.6
19.6
8
1
21.8
21.8
9
1
21.8
21.8
10
1
21.8
21.8
Δ
vf (VPP)
Tabla 8.2
Existen diferencias en la tabla dos ya que se redujo el voltaje de entrada a 1 Vpp para observar mejor la ganancia de voltaje.
CONCLUSIONES
En esta practica comprobamos como al agregar y dependiendo donde se coloque un capacitor y una resistencia se puede crear un circuito operaciona l ya sea derivador o integrado y la vez observe las señales de onda de salida como es que al entrar un señal ya sea triangular dependiendo al amplificador salía una señal senoidal si este era integrador o una señal cuadrada si era derivador.
