Laboratorio De Diodos y
Amplificadores Operacionales.
Practica 6
“Opams”
13 de julio del
2011
OBJETIVO:
* Construir y probar un amplificador de voltaje.
* Armar y probar una serie de comparadores.
DESARROLLO TEORICO:
* Explicar el diseño del amplificador.
Un amplificador es un elemento que se encuentra entre
las fuentes de sonido y los altavoces. Su misión es seleccionar y
acondicionar la señal que llega de las fuentes,
y posteriormente aumentar su potencia para que pueda excitar al altavoz, y
así producir el sonido. El término amplificador
habitualmente se refiere al de amplificador integrado, donde las partes de
selección, acondicionamiento y aumento de potencia estan en una
misma caja. Las partes de selección y
acondicionamiento habitualmente se denominan previos, o preamplificador a todo
el conjunto, y no tiene porqué estar necesariamente en la misma caja que
la parte de potencia, denominada etapa de potencia. Amplificar es una
palabra muy genérica, se pueden hacer amplificaciones que no sirvan para
cargar con un altavoz. La potencia depende de dos
términos, uno es la corriente y el otro es el voltaje. Uno no puede existir sin el otro, pero en ocasiones la
cuantía de uno de los dos puede ser ineficiente para una tarea.
Por esto es mas exacto referirse a amplificación de voltaje,
corriente o potencia, si se amplifican ambos, a pesar de que habitualmente
nosreferimos a las etapas de potencia como amplificadores.
* Explicar el funcionamiento del circuito con comparadores.
Estudiemos el siguiente circuito
En este circuito, se alimenta el amplificador operacional con dos tensiones
+Vcc = 15V y -Vcc = -15 V. Se conecta la patilla V+ del amplificador a masa
(tierra) para que sirva como
tensión de referencia, en este caso 0 V. A la entrada V- del
amplificador se conecta una fuente de tensión (Vi)
variable en el tiempo, en este caso es una tensión sinusoidal.
Hay que hacer notar que la tensión de referencia no tiene por qué
estar en la entrada V+, también puede conectarse a la patilla V-, en
este caso, se conectaría la tensión que queremos comparar con
respecto a la tensión de referencia, a la entrada V+ del amplificador
operacional.
A la salida (Vo) del
amplificador operacional puede haber únicamente dos niveles de
tensión que son en este caso 15 o -15 V (considerando el AO como ideal, si fuese real
las tensiones de salida serían algo menores).
* Cuando la tensión sinusoidal Vi toma valores positivos, el
amplificador operacional se satura a negativo; esto significa que como la
tensión es mayor en la entrada V- que en la entrada V+, el amplificador
entrega a su salida una tensión negativa de -15 V.
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
Parte I:
Utilizamos un comparador no inversor el cual encontramos las resistencias que
necesitabamos para poderobtener un V0 = 6 sen wt por lo tanto al hacerlo
matematicamente nos daba justo 6 sen wt, pero ya en la simulación
nos daba menos era de 5.78, 5.82, o sea que variaba so era justo los 6.
V0 = 0.4 sen wt141 + 1
En la anterior foto se puede observar cómo se conecto el canal 1 con el
generador de funciones en el voltaje de entrada y el canal 2 se conecto a la
salida con el cual checamos que obtuviéramos a la salida 6 sen wt y
efectivamente salió eso, no pudimos colocar la foto que nos salió
ya que se daño el archivo, pero hacemos la observación para que
se pueda corroborar con la simulación la cual lo hicimos y si
salió 6 sen wt.
Imagen de la grafica característica de la Función de
Transferencia:
Aquí se observa la grafica característica de un comparador no
inversor con unas resistencias de 2k, 12k y 1k y efectivamente al compararla
con la que se obtiene teóricamente es igual.
Parte II:
Armar el siguiente circuito:
En la anterior foto se observa el circuito armado con los voltajes correspondientes
y debidamente conectado el pot de 100k el cual nos sirvió para mover la
velocidad con que se prendían y apagaban los leds tomando una secuencia.
IMAGENES DE LOS DATOS OBTENIDOS
Led Verde:
Grafica Característica:
SIMULACION VOLTAJE DE ENTRADA & LED VERDE.
Led Rojo
Grafica Característica:
SIMULACION VOLTAJE DE ENTRADA & LED ROJO.
Led Amarillo
GraficaCaracterística:
SIMULACION VOLTAJE DE ENTRADA & LED AMARILLO.
Led Naranja
Grafica Característica:
SIMULACION VOLTAJE DE ENTRADA & LED NARANJE.
OBSERVACIONES:
Con respecto a la parte 1 no hubo ningún problema para poder encontrar
las resistencias necesarias para encontrar el voltaje de salida, sin embargo,
para la simulación fue algo difícil ya que en el simulador que
tenemos no vienen los comparadores por numeración (PSIM) y tuvimos que
utilizar alguno de los tres que tiene y solamente probando porque con los otros
dos marcaba error y no simulaba y finalmente al completarlas combinaciones nos
dio y exactamente igual al voltaje de salida.
En la parte 2 hubo algunos problemitas desde la construcción del
diagrama pero después de varios intentos quedo, al checar el voltaje en
cada uno de los leds pudimos notar que se parecían demasiado el cual no
era mucha la deferencia en el voltaje de entrada y esto lo deducimos que pudo
haber sido por los leds, las resistencias o los cables de los aparatos que
conectamos, sin embargo el voltaje en la salida si variaba un poco
aproximadamente de 10 a 20 volts, por ejemplo en algunos diodos marcaba 7.80 en
otros 7.60 y en otro marco 7.40 y esto nos indica que hay un margen de
diferencia de 20 volts. Ya en la obtención de la
grafica característica nos dio una imagen que no reconocimos ya que no
se parecía a la que sacamos teóricamente dando valores.
