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CARATULA UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA AREA DE LA ENERGÍA Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES

INGENIERIA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

Prácticas de Electrónica II Preparatorio practica 2 TEMA: SERVOAMPLIFICADOR, INTEGRADOR Y DIFERENCIADOR

Marco Suing Ochoa Gunsha ING.

INTEGRANTES

:

Juan Calle Andrea Enriquez Ronal Romero -

Ciclo: 4º “A” Grupo #10 LOJA - ECUADOR 2019

1. TEMA: SERVOAMPLIFICADOR, INTEGRADOR Y DIFERENCIADOR 2.

OBJETIVOS: 

Reconocer las características y comportamientos que presentan cada uno de los circuitos.



Visualizar y analizar el comportamiento de las señales de entrada y de salida de cada una de las configuraciones establecidas.

3.Materiales y Reactivos 4.Equipos y herramientas – Por Grupo – Por Grupo  1 Resistor de 100kΩ



1 Fuente de corriente continua de +15V y -15V

 8 Resistor de 10kΩ  2 Resistores de 1 kΩ



1 Multímetro

 1 Capacitor de 100µF



1 Protoboard

 1 Capacitor de 1µF



1 Computadora



1 Generador de Funciones



1 Osciloscopio



2 Sondas para osciloscopio



1 Sonda para Generador de Funciones



3 Cables de conexión Jack-caimán



0,5 m Cable UTP



Pinzas, alicates, corta cables, pela cables

 1 Capacitor de 0.1µF  4 LM741  Datasheet LM741

3. INSTRUCCIONES: 

Colocar las mochilas en los casilleros



Prohibido consumo de alimentos



Prohibido equipo de diversión, celulares etc.



Prohibido jugar



Prohibido mover o intercambiar los equipos de los bancos de trabajo



Prohibido sacar los equipos del laboratorio sin autorización.



Ubicar los equipos y accesorios en el lugar dispuesto por el responsable del laboratorio, luego de terminar las prácticas.

1



Uso adecuado de equipos



Uso obligatorio del mandil



Presentar el preparatorio al docente a cargo de la materia al inicio de la jornada.



Contestar las preguntas de control después de realizarse la práctica.



Realizar el informe con todos los ítems destallados en la guía.

4. ACTIVIDADES POR DESARROLLAR: Servoamplificador

1.

Construir el circuito electrónico de la Fig. 1.1, utilice el software especializado dispuesto en el laboratorio.

Fig. 1.1 Circuito Servoamplificador

2.

Construir en el protoboard el circuito de la Fig. 1.1.

3.

Con el voltímetro mida el voltaje en las terminales 6 y 3 del primer amplificador operacional y el voltaje de salida en el segundo amplificador operacional.

4.

Registrar en la Tabla 1.1 el error relativo entre los resultados simulados y los resultados medidos utilizando las siguientes fórmulas:

ε=

|x−x 0| x0

∗100 %

(1)

Donde: ε = error relativo x = valor simulado x 0 = valor calculado 2

Tabla 1.1 Valores Simulados y Medidos del Servoamplificador.

Magnitudes Simulados Medidos

Ei

Vc

VF

VR

VO



Diferenciador

1.

Construir el circuito electrónico de la Fig. 1.2, utilice el software especializado dispuesto en el laboratorio.

Fig. 1.2 Circuito Diferenciador

2.

Construir en el protoboard el circuito de la Fig. 1.2, y cambiar la señal rectangular por el generador de funciones en la entrada.

3.

Obtener la onda rectangular y triangular desde el generador de funciones a una frecuencia de 120 Hz y 60Hz simultáneamente.

4.

Visualizar las ondas de entrada y salida en el osciloscopio y comparar con las ondas simuladas del circuito.



Integrador

1.

Construir el circuito electrónico de la Fig. 1.3, utilice el software especializado dispuesto en el laboratorio.

Fig. 1.2 Circuito Integrador

3

2.

Construir en el protoboard el circuito de la Fig. 1.3, y cambiar la señal rectangular por el generador de funciones en la entrada.

3.

Obtener la onda rectangular y triangular desde el generador de funciones a una frecuencia de 120 Hz y 60Hz simultáneamente.

4.

Visualizar las ondas de entrada y salida en el osciloscopio y comparar con las ondas simuladas del circuito.

6. SIMULADO Servoamplificador

R2 V2

V5

12V

12V

U1

3 6

R5

R1

-4.00

10k

Volts

7 1

Volts

7 1

U3

-8.00

10k

2

R4

3

10k

2

6

4 5

4 5

10k LM741

LM741

V4

V3

V1

-8.00 Volts

12V

12V

4V

R3

C1

10k 1uF

Volts

+12.0

Figura 6. 1Circuito simulado del servoamplificador

Tabla 6.1 Valores Simulados y Medidos del Servoamplificador.

Magnitudes Simulados Medidos

Ei 4V

Vc 12V

VF 4V

VR -8V

VO 8V

4

Diferenciador

Figura 7. 2Circuito simulado del diferenciador

Integrador

C3 SW 2(NC) 0.1uF

SW2 SW-SPDT-MOM

R11

R9

10k

10k

INTEGRADOR A B

+

C

U4(V-)

D

U4

-

4 1 5

FM

2 6 3

R10 10k

7

AM

UA741 U4(V+)

figura 1.6 Circuito simulado del Integrador

5

7. MARCO TEÓRICO: 

Servoamplificador Un servoamplificador es considerado un servomecanismo el cual se encarga de proporcionar la potencia necesaria para producir movimientos ordenados por una señal de control. Los servoamplificadores se montan como componentes de instalaciones o máquinas eléctricas y sólo pueden ser puestos en funcionamiento como componentes integrados de las instalaciones, éstos no pueden funcionar con redes no conectadas a tierra ni tampoco con redes conectadas a tierra asimétricas. Los servoamplificadores son circuitos que ayudan a que la señal de salida este retardada con respecto a los cambios de la señal de entrada. Se asimilan a los motores convencionales, ya que están controlados por un sistema de posicionamiento. El motor es necesario en un sistema amplificador que convierta la señal de posición en una con suficiente potencia para mover al servo motor. Es decir, si se trata de un motor eléctrico, el amplificador deberá proveer suficiente corriente ya sea continua o alterna, para manejar o controlar gradualmente la velocidad, hasta llegar a los parámetros fijados por el controlador. 

6

Fig.7.1 Circuito Servoamplificador Vo muestra un retraso a los cambios de Ei

Fórmulas:

Vo=2VF=2 Ei=−VR Vcap=Ei−VR=3 Ei Además, los servoamplificadores son indispensables para diversas aplicaciones y son parte fundamental de un servo sistema, como parte de su funcionamiento un servo amplificador debe operar en un área permitida de voltaje y corriente que asegure la máxima disipación, si sobre la carga se desarrolla una gran cantidad de potencia, el dispositivo debe ser capaz de manejar una gran cantidad de voltaje y corriente



Diferenciador El circuito AMP diferenciador nos permite obtener la derivada de la señal de entrada. En el caso general la tensión de entrada variará con el tiempo Vi=Vi(t) . La principal diferencia que se observa en este circuito es la presencia de un condensador de capacidad constante C. Como se sabe la carga Q que almacena un condensador es proporcional a su capacidad C y a la diferencia de potencial V a la que estén sometidas las armaduras de éste

(Q=CV ) . 

Es fácil entender que si la tensión varía con el tiempo y la capacidad del condensador es constante, la carga que éste almacena también variará con el tiempo, Q=Q (t) .

7

-

Fig.7.2 Circuito Diferenciador -

Fórmulas:

dVi(t ) −R ' V i−RC ' dt R Integrador Vo=



Un circuito integrador realiza un proceso de suma llamado integración, la tensión de salida del circuito integrador es proporcional al área bajo la curva de la entrada, para cualquier instante. Para conseguir un dispositivo integrador cambiamos la resistencia y el condensador de un circuito diferenciador y los colocamos de la siguiente manera, la resistencia va ubicada luego de la entrada 6 que va a la entrada inversora y de la entrada inversora en vez de tener una resistencia de realimentación tiene un condensador. La ecuación de salida es la siguiente:

Donde k representa la carga inicial del condensador. El amplificador integrador presenta el inconveniente es que, si la señal de entrada es una señal dc, o tiene una componente dc, se satura y ya no integra. Este problema no se puede solucionar, pero se puede controlar agregando una resistencia en paralelo al condensador, que lo que hará es limitar la ganancia en dc del integrador.

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Fig.7.3 Circuito Integrador

BIBLIOGRAFÍA:

BIBLIOGRAFIA [1] Abe, T., Endo, Y., Kasugai, S., & Takikoshi, K. (2003). U.S. Patent Application No. 29/170,256. [2] Hartzell Jr, R. E. (1979). U.S. Patent No. 4,144,764. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. [3] COUGHLIM, R. & DRISCOLL, F. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales (5ta, Ed.). Mexico D.F. PEARSON EDUCATION. [4] Oppedahl, C. A. (1969). U.S. Patent No. 3,427,520. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

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