• Author / Uploaded
• Javier Bustos

Citation preview

LABORATORIO DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS INFORME N°2 Integrantes: Bustos Javier Mena Vanessa Salinas Pablo Tema: SIMULACION Objetivo: Conocer el manejo de un software para simulación electrónica, y realizar las primeras simulaciones de circuitos con componentes RC y con otros dispositivos electrónicos. Marco teórico:  CIRCUIT MAKER: Circuit-Maker es un software de simulación de circuitos electrónicos, este nos facilita el diseño de circuitos tantos digitales como analógicos lo que nos ahorra tiempo y dinero en la elaboración de los mismos. Circuit-Maker es muy práctico y sencillo de utilizar, cuenta con un menú de fácil acceso a las distintas opciones requeridas para el circuito que estamos elaborando.

 PROTEUS: Es un software con el cual podes realizar con el modulo ISIS simulación de circuitos electrónicos como también de micro-controladores, por ejemplo la familia de Microchip, los pic12, pic16, pic18 y esta versión también soporta la familia de los pic24. Además tiene infinidad de Circuitos Integrados para simular, resistencias, capacitores, boinas, relés, LCD, Micros, llaves, fuentes, etc. también tiene instrumentos virtuales para que puedas realizar mediciones al circuito que tienes a prueba. Trabajo previo: En el circuito de la figura calcular: 1. Corriente en cada uno de los ramales. R1 220

V1 -120/120V R4 4.7k

C1 10uF

R2 2k

60 Hz R3 3.3

[ ][ ]

[ ] ̅ ][̅] ̅ )

[ (

𝐼̅𝐴 [𝐼̅𝐵 ] 𝐼̅𝐶 |𝐼 | |𝐼 |

)(

[√

[𝑚𝐴] [𝑚𝐴] ] [𝑚𝐴]

9 [

|𝐼 | 9[𝑚𝐴] [𝑚𝐴] |𝐼𝐴 𝐼𝐵 | [𝑚𝐴] |𝐼𝐵 𝐼𝐶 | [𝑚𝐴] |𝐼 | [𝑚𝐴] |𝐼 |

2. Voltaje en cada uno de los elementos.

| | | | | | | | | |

| | | |

[ ] [ ] [ ] [ ]

| | | |

A. Enla figura 2, obtener la forma de onda de voltaje V0: TP1 10

R1 1k

8 6

1N4004

4

D1

V1 -10/10V

D2 2 1N40040 -2

+ V2 5V

1kHz

+

V3 3V

-4 -6 -8 -10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2 -3

x 10

R1 1k

10 8 6 4

D2 1N4004

V1 -10/10V

2 0 -2

1kHz

+

V3 10V

-4 -6 -8 -10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2 -3

]

TP1

R1 1k

10 8 6

1N4004

4

D1

V1 -10/10V

1kHz

D2 1N4004

2 0

+ V2 5V

-2

+

V3 3V

-4 -6 -8 -10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2 -3

x 10

Presentar los gráficos obtenidos de la simulación con su respectivo circuito. CIRCUITO N°1 (CircuitMaker)

Circuito N°2(CircuitMaker)

Circuito N° 3 (Circuit-Maker)

Circuito N°4 (Circuit- Maker)

Circuito N°1 (Proteus) Las figura también muestran la conexión de los elementos de medida, sus valores se detallaran posteriormente.

Circuito N° 2 (Proteus)

Circuito N°3(Proteus)

Circuito N°4(Proteus)

Calculo de errores entre valores Teóricos y Medidos en la Simulación Corriente Valor teórico Valor calculado %error R=220 39.00 mA 39.00 mA 0 R=4.7k 16.20 mA 16.20 mA 0 R=2k 2.97 mA 3.00 mA 1 C=10uF 22.55 mA 22.6 mA 0.2 R=3.3k 22.8 mA 22.80 mA 0

Voltaje R=220 R=4.7k R=2k C=10uF R=3.3k

Valor teórico 8.57 V 76.2 V 5.93 V 5.93 V 75.2 V

Valor calculado 8.58 V 76.14 V 6.00 V 6.00 V 75.24 V

%error 0.1 0.01 1.1 1.1 0.05

Consultar sobre: recortadores y sujetadores 

RECORTADORES:

Los circuitos recortadores se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo de algún nivel de referencia. También se conocen como limitadores, selectores de amplitud o rebanadores. En este análisis se encontrarán cuatro tipos de recortadores en paralelo, en los dos primeros solo cambia la polaridad del diodo y, la fuente de dc queda con la misma polaridad; en los dos recortadores siguientes el diodo conserva la misma polaridad, mientras que la fuente de dc invierte su polaridad para cada recortador restante.

Cada circuito recortador se encuentra en función de la batería (fuente de dc), los recortadores positivo y negativo se pueden realizar simultáneamente. El resultado es un recortador polarizado en paralelo, que se diseña utilizando dos diodos y dos fuentes de tensión. Pero en este análisis solo se van a utilizar una fuente de tensión de dc y un solo diodo para cada onda de salida (positiva y negativa). Son circuitos que colocan a la salida una señal con una porción eliminada frente a la señal de entrada. Se clasifican en simples y polarizados, caracterizándose cada uno de ellos por la ausencia o presencia de una batería en su composición. La presencia de baterías en el interior de un circuito recortador permite tener niveles de recorte de la señal de entrada diferentes de cero o de 0.7 V. La forma más general de analizar circuitos recortadores consiste en utilizar la función de transferencia de voltaje, de la salida a la entrada. Este método permite que cualquier forma de señal en el tiempo que se aplique al circuito recortador, su salida es fácilmente determinada utilizando la característica de transferencia.

En los diagramas anteriores se muestra (primer figura) la señal de entrada sin pasar por el diodo recortador, y por otro lado (segunda figura) se muestran las señales una (en verde) es la señal de entrada tal cual es, y la otra señal (en azul) se muestra cómo queda la señal recortada. SUJETADORES: Si el condensador se encuentra descargado, al aplicar tensión, el se comportará como un corto (oponiéndose al cambio de voltaje). Para que exista conducción, se requiere que la señal inicie su recorrido con un voltaje negativo, esto hará que el condensador se cargue a un voltaje Vmax. Una red cambiadora de nivel es la que cambia una señal a un nivel de DC diferente. La red debe de tener un capacitor, un diodo y un elemento resistivo, pero también puede usar una fuente de Dc independiente para introducir un cambio de nivel de DC adicional. La longitud de R y de C debe elegirse de tal forma que la constante de tiempo T = RC es lo suficientemente grande para asegurar que el voltaje a través del capacitor no se descarga de manera significativa, durante el intervalo en que el diodo no está conduciendo.

PRIMERA ETAPA En esta primera etapa el capacitor se carga con el voltaje de la fuente a través del diodo que al estar polarizado en directo es sustituido por un cortocircuito (mostrado el la figura (c). Esta etapa se encuentra en un rango de 0 < t < T/2 con un voltaje de entrada igual al voltaje de la batería ViN =V

En la figura (a) se muestra una onda cuadrada de entrada. En la figura (b) se ilustra un circuito sujetador (de fijación) donde la salida se fija a cero, es decir, no existe batería, por lo que VB = 0. Si el diodo se encontrara en dirección opuesta al del circuito previo, se fijaría el mínimo en lugar del máximo de salida, en este caso se esta fijando el máximo de salida. Es importante que la tensión a través del capacitor permanezca aproximadamene constante durante el semiperiodo de la onda de entrada.

SEGUNDA ETAPA En la segunda etapa el capacitor es cargado con el doble del voltaje de la fuente ya que el diodo se polariza inversamente siendo este sustituido por un circuito abierto, mostrado en la figura (b). Esta etapa se encuentra entre un rango T/2 < t < T con un voltaje de entrada igual a menos dos veces el voltaje de la fuente de acuerdo a la ley de voltaje de Kirchhoft: -V - V - ViN = 0 quedando ViN = - 2V Una regla práctica de diseño es hacer que la constante de tiempo RC tenga al menos cinco veces la duración del semiperiodo, es decir, t1 - t0 o t2 - t1

Si la constante de tiempo es muy pequeña, la onda se distorsiona, para reducir ese error se puede incrementar la constante de tiempo, por ejemplo, 10 veces la duración del semiperiodo.

Aplicaciones Una de las aplicaciones más utilizadas de los rectificadores es en la televisión analógica donde funcionan como restauradores de CD. La señal de video compuesta entrante normalmente se procesa mediante amplificadores acoplados por capacitor que elimina el componente de CD, con lo que se pierden los niveles de referencia blanco y negro y el nivel de supresión del haz. Antes de aplicarlos al cinescopio, estos niveles de referencia deben ser restaurados. ¿Qué ventajas presenta el uso de simuladores en la realización de la práctica? La principal ventaja que presenta es la de análisis, la correcta construcción del circuito marcara el éxito de nuestra simulación. Esta simulación nos permite a nosotros los estudiantes encontrar los elementos del circuito de una manera rápida y configurarlos de acuerdo a nuestras necesidades además presenta herramientas que resultan de gran ayuda como es el caso de osciloscopios,

multímetros, amperímetros voltímetros en fin todo lo necesario para realizar un estudio a profundidad del sistema a analizar. Describa brevemente el software utilizado principales características y herramientas 



CIRCUIT MAKER es un programa de fácil manejo y contiene herramientas de gran utilidad como resistores, capacitores inductores, etc. Estos elementos además se encuentran programados de tal manera que se los puede configurar y tratar como elementos reales, su forma de conexión es sencilla ya que basta en ponerse en uno de sus extremos para poder conectarlo con el otro extremo de otro elemento. En cuanto al análisis nos presenta herramientas que permiten observar la forma de ondas de señal tales como el multímetro y osciloscopio. Proteus es un software un poco más sofisticado pero que presenta los mismos o mejores beneficios dentro del análisis de circuitos, este programa contiene al igual que circuitmaker una barra de herramientas en donde podemos encontrar todos los elementos que servirán para el análisis de los circuitos. Proteus presenta una cuadricula que resulta de gran ayuda al momento de conectar elemento a elemento, también presenta equipos que permitirán analizar formas de onda y que nos permite superponerlas como si estuviésemos trabajando como un osciloscopio real.

Conclusiones  El manejo de un software de análisis resulta ser una herramienta de gran utilidad dentro del análisis circuital.  Prácticamente los dos programas nos permiten introducir suficientes elementos de medida, sin olvidar su forma de conexión.  Estos programas nos permiten familiarizarnos de manera real, con un circuito propuesto  El análisis que podemos realizar servirá de base para comparación con la base experimental  Ambos programas permiten la configuración de elementos y para su correcto manejo debemos recordar que al manejarlos como forme real, la polaridad de los elementos resulta rigurosa para el éxito o fracaso del análisis BIBLIOGRAFIA: http://translate.google.com.ec/translate?hl=es&sl=en&u=http://circuitmaker.software.informer.c om/&prev=/search%3Fq%3DCIRCUIT-MAKER http://en.wikipedia.org/wiki/Proteus_(design_software) http://electronicaradical.blogspot.com/2011/01/circuit-maker.html http://www.ecured.cu/index.php/Circuitos_recortadores_de_ondas http://proton.ucting.udg.mx/materias/vega/Informacion/Multiplicadores/Multivoltaje.htm