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• Josue Miguel Flores Alvarez

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CIRCUITOS ELECTRÓNICOS INTEGRADOS

LABORATORIO Nº5

“INTEGRADORES Y DERIVADORES”

Alumnos : Grupo Semestre Fecha de entrega

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Nota:

Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores”

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Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores”

I.

II.

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OBJETIVOS a) Comprobación del funcionamiento del circuito integrador práctico. b) Verificación de la respuesta del integrador ante diferentes tipos de señales. MATERIAL Y EQUIPO

    

01 Modulo Universal Lucas Nülle. Amplificador operacional. Resistencias de 100 kΩ y 1 MΩ. Potenciómetro de 10 kΩ. Condensador de 2.2 nF

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO Integrator

 

Conectores. Software de Simulación.

Integrator Circuit

If a capacitor is used as the feedback element in the inverting amplifier, shown in figure, theresult is an integrator. An intuitive grasp of the integrator action may be obtained from thestatement under the section, “Current Output,” that current through the feedback loop chargesthe capacitor and is stored there as a voltage from the output to ground. This is a voltage inputcurrent integrator.

Differentiator

Differentiator Circuit

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Using a capacitor as the input element to the inverting amplifier, yields a differentiator circuit. Consideration of the device in figure will give a feeling for the differentiator circuit.

Seguridad en la ejecución del laboratorio Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje con los que trabaja. Antes de utilizar el multímetro, asegurarse que esta en el rango y magnitud eléctrica adecuada. Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados

Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores”

IV.

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Procedimiento PARTE I:Integrador A. Montar y conectar el circuito de la figura. B. Simultáneamente, observar el video del link https://www.youtube.com/watch?v=Y2LQGFRdLA4&t=389s y deducir fórmulas para CA y CC.

A continuación la deducción de las fórmulas para corriente alterna y continua.

Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores” C. D. E. F.

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Ajustar el generador de funciones para tener una onda cuadrada de 500mV (pico) y 100 Hz de frecuencia. Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito y eI canal 2 a la salida. Aplicar la señal al circuito. Ajustar la tensión offset por medio del potenciómetro. Observar lo que sucede y dibujar las formas de las señales de entrada y salida.

G. Poner la frecuencia del generador en 10 KHz y repetir el paso anterior, dibujando las señales de entrada y salida.

Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores” H. Aumentar la frecuencia a 100 kHz. Dibujar las señales de entrada y salida.

A continuación se muestra el circuito armado en físico.

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Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores”

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PARTE II: Derivador A. Montar y conectar el circuito de la figura. B. Simultáneamente, observar el video del link https://www.youtube.com/watch?v=MalyJpcvOIM para comprobar que la teoría se cumple.

Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores” C. D. E. F.

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Ajustar el generador de funciones para tener una onda triangular de 200 mV (pico) y 100 Hz de frecuencia. Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito y el canal 2 a la salida. Aplicar la señal del generador al circuito. Observar lo que sucede y dibujar las formas de las señales de entrada y salida.

G. Aumentar la frecuencia del generador a 1 KHz manteniendo la amplitud de la señal. Repetir el paso anterior dibujando también la señal de entrada.

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A. Ajustar el generador en 200 mV (pico) y 1 kHz de frecuencia. Aplicar una señal senoidal en la entrada del circuito. Repetir el paso anterior dibujando también la señal de entrada.

H. Ajustar el generador en 200 mV (pico) y 1 kHz de frecuencia. Aplicar una señal cuadrada en la entrada del circuito. Repetir el paso anterior dibujando también la señal de entrada.

Laboratorio 05 “Integradores y Derivadores” I.

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Pruebe en forma teórica uno de los circuitos vistos en el laboratorio, aplicando una señal típica y demostrando matemáticamente la ecuación de la señal de salida. (anexar los cálculos en forma escrita)

Teniendo en cuenta como dato del problema: Vi=200mV tipo senoidal F=100Hz FORMULA= Vo= - RC (dVi/dt) Primero se encuentra la función: Vi(t)= Asen(Ѡt) Vi(t)= (200*10^-3)sen(628.31t) Vi(t) = (200*10^-3)sen(628.31t)

Ѡ=2πF Ѡ=2π100 Ѡ=628.31

Seguidamente usamos la formula para hallar el Vo: Vo= - RC (dVi/dt) Vo= - (100*10^3)(0.01*10^-6) d((200*10^-3)sen(628.31t))/dt Vo= -1*10^-3* (200*10^-3)*(628.31)*(cos(628.31t)) Vo= - 0.125622 cos (628.31t)

Ambas graficas:

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Observaciones y Conclusiones OBSERVACIONES:

-Pudimos observar las diferencias físicas al momento de implementar el circuito ya sea para que cumpla una función derivadora o integradora. -Al mismo tiempo nos dimos cuenta de la diferencia que ofrecía la señal en cada caso, la cual hacia una referencia inmediata a la operación. -Las resistencias usadas en los circuitos tuvieron que ser específicas ya que no hubiera podido trabajar de la misma manera con otras. -Los valores observados en el osciloscopio reflejaron el resultado de la operación derivadora tanto como integradora. -Se observó una onda triangular en la salida, cuando el circuito es integrado y que el periodo de esta onda es igual al de la onda de entrada puesto que el circuito lo analizamos como integrador y diferenciador. -se observó una onda exponencial en la salida, cuando el circuito es derivada y que el periodo de esta onda es igual al de la onda de entrada. - tuvimos en cuenta si el condensador se encontraba descargado simplemente porque analizamos las señales que se generan. -Tuvimos que acondicionar el circuito, verificando polaridades y también calibrando el osciloscopio.

CONCLUSIONES -Concluimos que tanto el circuito requerido para integrar que para derivar necesitaba un amplificador operacional. -El amplificador operacional como ya vimos en varios laboratorios tiene diferentes funciones según el tipo de circuito en el que sea empleado. -Se desarrollaron todas las capacidades esperadas de la semana, al mismo tiempo se aplicaron conocimientos vistos en clases pasadas, haciendo uso del amplificador operacional. - Las señales obtenidas son parecidas a las que estudiamos teóricamente, era de esperarse debido a que se tuvo de entrada una onda cuadrada cuya derivada e integral es conocida y se concluye que en un circuito derivador,

la señal de salida es la derivada de la de entrada -Se concluyó que tanto como el multímetro, el osciloscopio puede usarse como medidor de frecuencias, acondicionándolo adecuadamente. Además pudimos percatarnos que brinda cierta precisión debido a que este se puede calibrar a las necesidades requeridas. -Se concluyó que el integrador sirve para transformar pulsos rectangulares en señales rampa lineal. Debido al efecto Millery que se usó solo se utiliza la parte inicial del proceso de carga exponencial. -Se concluyó que en el circuito del derivador se utiliza un capacitor en la entrada además de las respectivas resistencias de entrada y realimentación, y su funcionamiento es del tipo pasa-altos, siendo que su ancho de banda comienza en altos rangos de frecuencia