Laboratorio de Electrónica II Proyecto Nº 2 Duración: 2 semanas. Valor 5% Aplicaciones de los Amplificadores Operacionales (Amplificadores Básicos) OBJETIVOS
Realizar los montajes correctamente, una vez identificados cada uno de los terminales del amplificador operacional por uso y f uncionalidad.
Visualizar en el el osciloscopio osciloscopio las señales señales de entrada y salida de los diferentes circuitos circuitos amplificadores. amplificadores.
Entender y explicar explicar el funcionamiento de de dicho circuito.
PREPARACIÓN -
Clase dada en la parte teoría de la materia Electrónica II. Configuraciones Configuraciones básicas de los Amplificadores Operacionales. Operacionales.
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Savant. Diseño Diseño Electrónico. Electrónico. Circuitos y Sistemas. Sistemas. Tercera Edición.
PRE-LABORATORIO REALIZAR A MANUSCRITO Y EN HOJA DE EXAMEN. 1. Defina Amplificador Amplificador Operacional Ideal. Ideal. Parámetros básicos. básicos. 2. Configuraciones básicas de los A.O. Explique el funcionamiento y genere las ecuaciones matemáticas de los diferentes tipos de AO y la f unción de transferencia que los identifica. 3. El amplificador operacional práctico. práctico. Parámetros básicos. básicos. Consulte el manual técnico correspondiente al amplificador Operacional de propósito general LM741 y el TL81. 4. Determine las especificaciones, especificaciones, características y pines de conexión y realice un cuadro comparativo comparativo de los dos integrados.
COMPONENTES Y EQUIPOS A USAR Componentes: Amplificadores Operacionales LM741 y TL081 y 3 Resistencias (valores según el diseño).
Equipos: Multimetro o tester, fuente de voltaje, Osciloscopio, generador de señales, puntas de pruebas, pinzas y Protoboard.
Material: Papel Milimetrado, Manual ECG y cables. Realizado por: Ing. Elsy S. Rodríguez Y.
Fecha: 10/10/11 10/10/1 1
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ACTIVIDADES DE LABORATORIO. PARTE I. CIRCUITOS BASICOS.
Identifique y dibuje en el recuadro los terminales de los amplificadores operacionales.
Realice el montaje del circuito de la Figura 1 con el amplificador operacional LM741 y el TL81. Escoja un valor adecuado de ganancia de voltaje para amplificar la señal de entrada: Vi = 0,5 * sen(6285 t) (V), energice con Vcc = ±12 Vdc.
Figura 1
1.
Identifique el tipo de circuito mostrado en la figura 1: ______________________________________ a. Conecte la señal de entrada Vi del generador y la señal de salida Vo del circuito al osciloscopio. Dibuje en papel milimetrado las señales observadas indicando la posición de volt/div y time/div de cada señal. b. Realice variaciones de voltajes a la señal de entrada Vi. Observe la señal de salida Vo. Anote los datos de voltaje máximo de Vo, Vi y Av para ambos circuitos, en la tabla siguiente:
Vi (Voltios) Vo (Voltios) Av
Realizado por: Ing. Elsy S. Rodríguez Y.
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c. ¿Cuál es la frecuencia de la señal de salida? __________________ d. Dibuje la función de transferencia en el papel milimetrado. 2.
Coloque la señal de entrada Vi con un valor de voltaje fijo y realice variaciones en el voltaje de alimentación. Complete la tabla con diferentes ± Vcc y observe Vo.
Vcc(Voltios)
5V
9V
14V
18V
21V
24V
Vo (Voltios)
Vi = _________ Voltios. ¿Qué ocurre? ____________________________________________ 3.
Con la ayuda de un simulador, realice en el generador de señales variaciones de frecuencias en la señal Vi anterior. Observe la señal de salida Vo y complete la tabla con diferentes valores de frecuencias y observe Vo.
F (hz)
500Hz
1Khz
10Khz
100Khz
500Khz
1Mhz
Vo (Voltios)
-
Haga un gráfico en el papel milimetrado del voltaje de salida versus frecuencias (Vo Vs. f).
-
Determine el intervalo de frecuencias ________________________________________ en que el amplificador mantiene su salida más o menos contante. A este intervalo se le conoce como
ancho de banda del amplificador. 4.
Realice el montaje del circuito de la Figura 2, elija un valor adecuado de ganancia de voltaje para amplificar la señal de entrada, energice con ± 12 Vdc y una Vi = 0,5 * sen(6285 t) (voltios).
Figura 2
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Repita los pasos N° 1, 2 y 3. 4.1. Identifique el tipo de circuito mostrado en la Figura 2: ___________________________________ a. Conecte la señal de entrada Vi del generador y la señal de salida Vo del circuito al osciloscopio. Dibuje en papel milimetrado las señales observadas indicando la posición de volt/div y time/div de cada señal. b. Realice variaciones de voltajes a la señal de entrada Vi. Observe la señal de salida Vo. Anote los datos de voltaje máximo de Vo, Vi y Av para ambos circuitos, en la tabla siguiente:
Vi (Voltios) Vo (Voltios) Av
c. ¿Cuál es la frecuencia de la señal de salida? __________________ d. Dibuje la función de transferencia en el papel milimetrado. 4.2. Coloque la señal de entrada Vi con un valor de voltaje fijo y realice variaciones en el voltaje de alimentación. Complete la tabla con diferentes ± Vcc y observe Vo.
Vcc(Voltios) Vo (Voltios)
Vi = _________ Voltios. ¿Qué ocurre? ____________________________________________ 4.3. Con la ayuda de un simulador, realice en el generador de señales variaciones de frecuencias en la señal Vi anterior. Observe la señal de salida Vo y complete la tabla con diferentes valores de frecuencias y observe Vo.
F (hz) Vo (Voltios)
-
Haga un gráfico en el papel milimetrado del voltaje de salida versus frecuencias (Vo Vs. f).
-
Determine el intervalo de frecuencias ________________________________________ en que el amplificador mantiene su salida más o menos contante.
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5. En el montaje de la Figura 2 elimine la resistencia Ra junto con la tierra. ¿Qué ocurre? __________________________________________________________________________________ 6. Con una señal cuadrada Vi = 6 Vpp a una frecuencia de 10 Khz. Determine la razón de cambio que experimenta el LM741 (slew rate) -
Aumente la frecuencia hasta un máximo de 100 Khz.
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Grafique las ondas obtenidas en papel milimetrado.
-
¿Qué ocurre? __________________________________________________________________
PARTE 2. DISEÑO. 1. Diseñe según la ecuación de salida Vo asignada por el docente del laboratorio.
Vo = 15 V1 – 10 V2 – 9 V3
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POST-LABORATORIO 1. Partes simuladas de los circuitos de la figura 1 y la figura 2 de la práctica.
AL FINALIZAR LA PRÁCTICA, SE DEBE ENTREGAR:
Gráficas de las entradas y salidas de todos circuitos.
Recuerde que la entrega es al final de la 2da sesión del laboratorio, en caso de no terminar las actividades se evaluará hasta donde realizo el mismo.
Conclusiones.
_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________
El informe de laboratorio debe incluir:
El cálculo teórico de la ecuación de la ganancia para cada configuración.
Las simulaciones para cada montaje que se encuentra en la Parte I.
Las tablas con los datos medidos de Vo Vs. Vi, Vo Vs. f en todas las configuraciones de los Amplificadores Operacionales.
El ancho de banda del A.O.
Cálculos teóricos para el diseño.
Discusión y análisis de los resultados.
Importante: 1.
La entrega se realizará en la carpeta marrón utilizada en la práctica anterior, con su respectiva identificación (nombre de los integrantes del grupo, Cédula de Identidad, número de m esón utilizado, sección del laboratorio a la que pertenece).
2.
La redacción debe realizarse en forma clara y con lenguaje técnico.
3.
Las referencias bibliografías y los anexos se colocan de ser necesario.
4.
Recuerden colocar la portada y en ésta el cuadro para las calificaciones.
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