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Electrónica II. Guía 4

Facultad: Ingeniería. Escuela: Electrónica. Asignatura: Electrónica II. Lugar de ejecución: Fundamentos Generales (Edificio 3, 2da planta).

COMPARADORES Objetivo General •

Verificar el correcto funcionamiento del circuito comparador de basándose en las lecturas realizadas con el instrumental de laboratorio.

ventana,

Objetivos específicos •

Implementar los circuitos comparadores inversor y no inversor usando la tarjeta EB122, manipulando de forma segura el equipo y los materiales.

•

Implementar el circuito comparador de venta usando manipulando de forma segura el equipo y los materiales.

•

Determinar los parámetros que definen la correcta operación del circuito utilizando los instrumentos de medición con que cuenta el laboratorio de fundamentos generale.

•

Utilizar de forma correcta y segura os instrumentos de medición con que cuenta el laboratorio de fundamentos generale.

•

Interpretar adecuadamente la información que proveen los instrumentos de medición.

la

tarjeta

EB122,

Materiales y equipo • • • • • • • •

1 1 1 1 3 4 2 2

Unidad PU-2000 con PU-2200 . Osciloscopio de doble trazo . Tarjeta EB121 . Multimetro . Cables de conexión para las tarjetas EB . Puentes de conexión para las tarjetas EB . conectores para el multímetro . conectores para el osciloscopio.

Procedimiento COMPARADOR INVERSOR 1. Conecte la tarjeta EB-122 al PU-2200 2. Busque el circuito que contiene a U1a y U1b. Se encuentra en la esquina superior

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izquierda de la tarjeta EB-122 con el nombre de “WINDOW COMPARATOR”. 3. Arme el circuito de la Figura 1.

Figura 1. El Comparador inversor 4. Tome nota del circuito integrado que está siendo utilizado para la práctica, verifique con qué fuentes está siendo energizado. 5. Determine el valor del resistor que cierra el colector del operacional U1a. R1=______ 6. Conecte la fuente PS-1 como se indica en la Figura 1 y ajústela a 0V. 7. Ajuste el generador de señales a 5Vp-p de onda triangular con frecuencia de 1KHz. Ajuste el Offset del generador a +2.5V para obtener una onda como la mostrada en la Figura 2.

Figura 2. Señal de entrada 8. Conecte el generador de señales al punto señalado como Ven en la Figura 1 9. Conecte el canal 1 del osciloscopio para medir Ven y al canal 2 para medir en el punto señalado como Vsal en la Figura 1. 10. Dibuje la forma de onda de Ven y Vsal en la Figura 3.

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Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 3. Formas de onda Ven y Vsal en el comparador Inversor con PS-1 = 0V. 11. Aumente el valor de PS-1 a 2V 12. Dibuje las formas de onda de entrada y salida en la Figura 4. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 4. Formas de onda Ven y Vsal en el comparador Inversor con PS-1 = 2V. 14.Aumente el valor de PS-1 a 5V 15.Dibuje el cambio en la forma de onda de salida en la Figura 5. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 5. Formas de onda Ven y Vsal en el comparador Inversor con PS-1 = 5V.

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16.Ponga al osciloscopio en el modo X-Y para obtener la curva característica de transferencia del circuito. 17.Ajuste PS-1 en 2V. 18.Dibuje la característica de transferencia en la Figura 6. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ Modo X-Y

Figura 9. Característica de transferencia de comparador inversor 19.Varíe lentamente PS-1 de 0 a 5V y observe el cambio de la característica de transferencia en la pantalla del osciloscopio.

COMPARADOR NO INVERSOR 20.Arme el circuito de la Figura 10.

Figura 10. Comparador No Inversor. 21.Quite el modo X-Y del osciloscopio, revise que las configuraciones del generador de señal aún se conserven como en el paso 7 (señal triangular +2.5V de offset).

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22.Determine los valores de los siguientes elementos: RV1= _______ y R2= _______ 23.Conecte el generador de señales al punto señalado como Ven en la Figura 10. 24.Ajuste la tensión de la entrada inversora (-) del comparador a 0V girando el potenciómetro RV1. Use el multímetro para determinar este valor. 25.Conecte el canal 1 del osciloscopio para medir Ven y el canal 2 para medir el punto Vsal señalado en la Figura 10. 26.Dibuje la forma de onda de Ven y Vsal en la Figura 11. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 11. Formas de onda Ven y Vsal en el comparador no inversor con entrada (-) a 0V 27.Gire el potenciómetro RV1 para variar la tensión en la entrada (-) a 2V. Dibuje las formas de onda de entrada y de salida en la Figura 12. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 11. Formas de onda Ven y Vsal en el comparador no inversor con entrada (-) a 2V 28.Incremente el valor de voltaje de la entrada (-) girando RV1 hasta obtener 5V 29.Dibuje las formas de onda resultantes en la Figura 12.

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Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 12. Formas de onda Ven y Vsal en el comparador no inversor con entrada (-) a 5V 30.Ponga al osciloscopio en modo X-Y para obtener la característica de transferencia del circuito. 31.Ajuste el potenciómetro RV1 para obtener 2V en la entrada (-) 32.Dibuje la característica de transferencia del circuito en la Figura 13. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ Modo X-Y

Figura 13. Característica de transferencia de comparador no inversor 33.Gire el potenciómetro RV1 aumentando la tensión de la entrada (-) y observe el cambio en la característica de transferencia en la pantalla del osciloscopio.

COMPARADOR DE VENTANA 34.Arme el circuito de la Figura 14.

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Figura 14. Comparador de Ventana. 35.Ajuste el generador de señales a 5Vp-p de onda triangular con una frecuencia de 1KHz y offset de 2.5V, según los ajustes del paso 7. Conecte esta señal a Ven 36.Ajuste la tensión de la entrada (-) del comparador inferior en 1V girando el potenciómetro RV1. 37.Ajuste PS-1 en 2V. 38.Conecte la entrada al canal 1 del osciloscopio y la salida al canal 2. 39.Observe y dibuje en la Figura 15 las formas de onda de tensión de entrada y de salida. Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ TIME/DIV mseg/Div: ________

Figura 15. Salida del comparador de ventana 40.Ajuste PS-1 a 5V y observe el cambio de la tensión de salida en el osciloscopio. 41.Compare esta forma de onda con las de los pasos 15 y 29. 42.Aumente la tensión de la entrada (-) de U1b a 2V. 43.Observe el cambio en la tensión de salida. 44.Ponga al osciloscopio en modo X-Y para obtener la función de transferencia del circuito. Ajuste a RV1 para tener 1V en la entrada (-) y a PS-1 en 2V. 45.Dibuje la característica de transferencia en la Figura 16.

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Volt/Div: _________ Canal 1: _________ Canal 2: _________ Modo X-Y

Figura 14. Característica de transferencia de comparador de ventana. 46.Gire a RV1 y a PS-1 lentamente y observe el efecto de estas tensiones en el ancho de la ventana. 47.Apague el PU2000 y desconecte los circuitos y la tarjeta y entregue los materiales a su instructor.

Análisis de Resultados 1. Compare el valor de las fuentes de alimentación del circuito integrado con su voltaje de salida en saturación (tanto el positivo como el negativo) ¿qué diferencias observa con el IC que utilizó en las prácticas anteriores? 2. ¿De qué manera puede identificar rapidamente que un comparadore se ha implementado en la forma inversora o en la no inversora? 3. Determine el valor de la corriente de salida de los dos comparadores, tanto en estado alto como en bajo. 4. Tanto para el comparador inversor como para el no inversor, determine cual es el valor de voltaje minimo y máximo que puede ajustar con PS-1 y RV1 (respectivamente) para que la característica de trasferencia de los circuito muestre dos estados. 5. Dibuje la forma de onda de salida en el comparador de ventana si se ajustará PS-1 a 1.0 V y V- (usando RV1) a 2.0 V.

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Investigación Complementaria 1. Utilizando la información de las hojas del fabricante liste y explique dos parámetros sustanciales que diferencian al circuito integrado que utilizó en esta práctica del que utilizó en las prácticas anteriores. 2. Liste los valores concretos de los siguientes parámetros: Fuente de alimentación, ganamcia de voltaje para gran señal, corriente de salida en cortocircuito, rango de voltaje a la entrada.

Bibliografía •

DEGEM SYSTEMS “Curso EB-122 Fuentes de alimentación”, Primera edición. I.T.S Inter Training Systems Ltd 1993.

•

Coughlin R. - Driscoll F. “Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales” PRENTICE HALL, 1999 5ª Edición Clasificación Biblioteca UDB : 621.389 C854 2001

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Electrónica II. Guía 4 Hoja de cotejo: 4

Guía 4: Comparadores Alumno:

Maquina No:

Docente:

GL:

Fecha:

EVALUACION % CONOCIMIENTO

25%

APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO

70%

ACTITUD

2.5%

2.5%

TOTAL

100 %

1-4

5-7

Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos

Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos

No hace no realiza: - Uso adecuado de instrumentos - Conexión y análisis del comparador inversor - Conexión y análisis del comparador no inversor - Conexión y análisis del comparador de ventana Es un observador pasivo

Realiza 3 de 4 items de evaluación.

Es ordenado; pero no hace un uso adecuado de los recursos

Participa ocasionalmente o lo hace constantemente pero sin coordinarse con su compañero Hace un uso adecuado de los recursos, respeta las pautas de seguridad, pero es desordenado.

8-10 Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos Realiza todos los items de evaluación.

Participa propositiva e integralmente en toda la práctica Hace un manejo responsable y adecuado de los recursos conforme a pautas de seguridad e higiene.

Nota