Recortadores y Cambiadores de Nivel

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DISTRITAL FRANCISCO JOSE

E CALDAS

Recortadores y Cambiadores de Nivel Andrés Salvador Perilla 20102007029

ABSTRACT: The work work in this this labor laborato atory ry a e cl clip ippi ping ng circuit cir cuitss tha thatt are used used to remov remove par partt of a wa wave vefo form rm thatt is belo tha below w or abov abovee a refer refer nce sys system tem is workin wor king g by ide ideal al diodes diodes,, whic which helps us oscill osc illosc oscope ope to ten tensio sion, n, Mor Moree ver cha chang nger erss ar aree those tho se that that chan change ge level level a DC ignal at a diff different erent level 1

INTRODUCCIÓN

En este informe se es tudiara a través de prácticas con diodos como se recortan ondas obtenidas dependiendo si es n circuito recortador de diodo en serie, recortador e diodo en paralelo o con doble recortador de diod s. También se harán cambiadores de nivel en donde el circuito debe contener un diodo, condensador y resistencia.

MARCO MARCO TEORIC TEORICO O Circuitos recortadores de o da. Tipos de

2

Estos tipos de cir cuitos utilizan dispositivos de u a o más uniones PN como elementos e conmutación.Se diseñan con el ob jetivo de recortar o eliminar una parte de la señal que se le introduce en sus terminales de entrada y permita que pase el resto de la forma de onda sin distorsi n o con la la menor menor distorsión posibl . Para realizar esta función de recortar, los recortadores hacen uso de la variaci n brusca que experimenta la impedancia en re los terminales de los diodos y transist res al pasar de un estado a otro, de ahí que sean los elementos básicos en dicho circuitos. Un ejemplo de formas de ondas btenidas con un recortador de tip serie se muestra en la figura I.

Tipos de reco tadores

circuitos que se encargan de r cortar una porción de una señal alternante. También puede ser la de limitar el valor máximo que p ede tomar una señal de referencia o bien una señal de control, en cuyo caso estos circuitos son tambi n reconocidos como circuitos limitadores.



Recortador de diodo paralelo

Principio de funcionamiento Figura II. En la figura II. se muestra el circuito y la forma de onda obtenida a la salida del mismo. Como se observa la señal de entrada es una se al sinusoidal y el circuito cuenta c n una resistencia, un diodo en serie co una fuente polarizado en inversa y una de carga. Cuando el

Figura I. 1

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conduce y a la salida se obtendrá la misma señal que a la entrada. La forma de onda obtenida es simil r a la de la figura II.

Figura III. Si invertimos el sentido del diodo como muestra la figura III. podemos obtener formas de ondas como la mostrada en esta figura. A ste tipo de circuito se le llama recortador por deb jo. 

Recortador de diodo serie

Figura V. Como en el caso de los recortadores paralelos, en los erie podemos invertir la posición del diodo y obtener un circuito como el de la fig ra V. Este circuito recortará de tal f rma que si a la entrada introducimos una señal sinusoidal, a la salida obtendremos una forma de onda como la mostrad en la figura III. 

Figura IV. Al igual que podemos recorta una señal con los circuitos antes mencionados, n los que el diodo se encontraba en la rama paralel ,tambi ,también én podemos podemos obtener resultados análogos si el diodo se encontrara en la rama serie. Si consideramos el circuito de la figura IV., result a evidente que en valores de voltaje de entrada ayores que (VR-V), el diodo está polarizado a la i versa, por lo tanto, no permite permite que la señal a la la entrada pase a la salida, es decir, recorta la señal de entrada al valor (VRV). Los voltajes VR y V se re tan porque VR está

Doble re ortador de diodos

En los recortador es analizados hasta ahora solo se recorta a n solo nivel determinado por la fuente VR que puede ser ajustable. No obstante, en uchas aplicaciones prácticas resulta e interés poder recortar la señal a 2 nivel s distinto distintoss que puedan puedan ser ajustados a v luntad, e independienteme te. En tales ocasiones se utilizan dobles recortadores de diodo que

constan de 2 recortadores como los ya





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capaces de realizar la misma unción, pero con las diferencias que observamos e cuanto a la posición del diodo. En efecto, podemos considera los recortadores serie-paralelo, paralelo-serie, erie-serie y paralelo paralelo. El funcionamiento y análisis general de cualquiera de estas configuraciones es idéntico al de los recortadores simples. A modo de ejemplo solo se describirá con brevedad a la configuración paralelo-paralelo por ser una e las más utilizada.La figura VI. muestr esta configuración con sus respectivas señales de entra-salida.

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Seguimos con el ejemplo. Semiciclo negativo.

Suponemos el di do ideal. El condensador se carga en el se iciclo iciclo negativo. negativo. Una Una vez cargado, el cond nsador se descarga en el semiciclo positiv :

Figura VI. En el circuito mostrado dispo emos de 2 diodos con sus 2 fuentes correspondi ntes. Si consideramos que introducim s una señal sinusoidal como muestra la fi ura en el semiciclo positivo recortaría la onda el iodo cuyo cátodo está al positivo de la fuente, li mitando la onda al valor de (VR+0,7) o sea, el v ltaje de la fuente más el voltaje del caída del diodo. Cuando nos encontramos en el semiciclo negativo entraría a recortar la señal el diodo cuyo ánodo está al negativo de la fuente, al sobre pasar (VR-0,7) el valor de voltaje de la señal de entrada, tal como se muestra.

Interesa que el c ndensador se descargue lo menos posible. Para que sea la descarga sea prácticament una horizontal se tiene que cumplir:

CAMBIADORES DE NIVEL POSITIVOS Lo veremos con un ejemplo: La carga no tiene porque ser solo una resistencia, puede ser el equivalente de Thévenin de otro circuito, etc...

CAMBIADORES NEGATIVOS.

DE

NIVEL





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Como antes, el condensador siempre a 10 V. Se le resta 10 a la entrada. Es un "OFFSET Negativo". Vpp=12,8 v Vmin= -8 v Vmax= 4 v

Todo esto es cogiendo el diodo ideal. Si usamos 2ª aproximación, diodo a 0.7 V.

Vmax= 800 mV Vpp= 12.8 v Vmin= -12 v 3

PRACTICA

ANALISIS TEORICO

4

1. 2v V1 -1/1V

-

+

R1 1k

60 Hz

Vmin= -2.40 v

En el semiciclo positivo la corriente polariza al diodo en inverso lo cual provoca que el circuito quede abierto. En el semiciclo negativo la corriente polariza al diodo en directo dejando la malla: 20 = 1000 10001 1

0.7 0.7 + 2





UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS En el circuito de la figura anterior la señal de entrada cambia a cero v.

2.

6. C

2.2k +

Cuando la fuente vi supere el voltaje de la dc que es de 6v es decir cuando incremente su voltaje por encima de 6 el diodo se polarizará en directo.

R

5V

+

3. La señal de salida en comparación con la de entrada bajara 5 unidades de voltios si la plasmamos en una grafica que muestre el voltaje.

2.2k V2 -8/8V

60 Hz + 4V

7. C

En el semicilo negativo el diodo se polariza en inverso y por tanto no conduce; en el positivo cuando el voltaje vi supere los 4v de la fuente dc el diodo se polarizara en directo.

R +

4v +

5

En el semiciclo negativo no hay nada, en el positivo el diodo se polarizara en directo cuando el voltaje vi supere los 4v de la fuente dc. Para los siguientes circuitos el condensador se carga y detiene por determiado tiempo el paso de corriente, esta tiempo corresponde y es definido por el valor de la resistencia y el valor del condensador asi:  = 

5. C +

20V

Esta vez vemos que la fuente dc polariza al diodo en inverso por lo que la señal de salida en comparación con la de entrada subirá 20 unidades de voltios, ya que 20 es el voltaje de la fuente dc.

4. 2.2k

+

1.

SIMULACIONES





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2.

6

CONCLUSIONES. En el presente laboratorio se demostró que dependiendo de la polaridad del diodo se puede obtener un recorte de onda diferente. Mediante la utilización del osciloscopio se puede observar las ondas que se generaron mediante los diodos según el semi-ciclo en el cual se encuentran. Se empleó la utilización del adaptador de tres a dos patas, para que el osciloscopio quedara con polo a tierra flotante y de esta forma este solo dependerá del circuito, evitando así daños al osciloscopio. Se abarco el tema de regular una señal para prevenir o limitar el consumo.

3.

Se aseguro que la segunda fuente de corriente continua, fuera mayor que la primera ya que de no ser así quedarían los dos diodos polarizados de forma directa, por lo tanto en cortocircuito destruyendo la batería primaria. Se ha podido comprender la







UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS experimentales se les puede diferenciar entre ellos, además de su configuración. También fue posible identificar los parámetros que pueden hacer variar la grafica obtenida en el osciloscopio, para con esto obtener los resultados que se requieran.

7 REFERENCIAS

[1] “ecured” http://www.ecured.cu/index.php/Circuitos_recortad ores_de_ondas [2]”phy” http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/electronics/cli p_e_s.html [3]”slideshare” http://www.slideshare.net/UisraelCircuitos/recortad ores-presentation [4]”sc” http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basic a/tema4/Paginas/Pagina19.htm#Cambiador de nivel negativo

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