1) Dado el siguiente sistema multietapas de la figura 1:
a) Hallar la expresión de la amplificación de tensión.
b) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema.
c)Si variamos el valor R1 utilizando software aplicado comprobar que efectos produce en la tensión de salida.
d) ¿Como podríamos obtener una ganancia de 20 dB?
a ) Esta en la expresión del amplificador multietapas.
U1 es un amplificador no inversor, U2 es un amplificador inversor y U3 es un amplificador simador inversor generalizado.
b) Amplificador multietapas, este es el circuito con el cual medimos la tensión de salida
Gráfico de la señal de salida del circuito anterior.
Gráfico de la señal de salida del circuito anterior.
c)Amplificador multietapas con potenciometro de 500Ω.
Gráfico de la señal de salida con el potenciometro al 100%
Señal de salida.
Tensión de entrada: 100mV
Tensión de salida: 1V
a) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema, la tensión en la entrada es senoidal y su valor pico es de 500mV.
b) Gráfique con osciloscopio la señal de entrada y de salida.
c) Compruebe analíticamente.
d) Calcular la potencia en la carga RL.
e) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, la tensión de la salida en una configuración simple de acuerdo con el circuito esquemático de la figura 3.
f) Grafique con osciloscopio la señal de entrada y salida.
g) Compruebe analíticamente.
h) Calcular la potencia en la carga RL2
i) Comparar los resultados de los cálculos en d) y h) y obtenga conclusiones.
a) Circuito 1.
b) Circuito para medir la señal de entrada y salida.
Gráfico de la señal de entrada y salida.
c) Comprobación analíticamente.
Valor de VRL
d) Calculo de la potencia en RL
e) Circuito 2.
f) Circuito para medir la señal de entrada y salida.
Gráfico de la señal de entrada y salida.
g) Comprobación analíticamente.
h) Calculo de la potencia RL.
i) Luego de realizar la simulación de los dos circuitos y cálculos analíticos se puede comprobar que con un sistema multietapas en la configuración de "puente (Bridge)" en la cual se utilizan dos inversores, se obtiene una potencia en la carga de 2mW aproximadamente y con una configuración de tipo simple una potencia de 0.5mW aproximadamente. Comprobando así que con una configuración de "Puente" se logra una ganancia de 4 veces mayor que la que se obtiene con una configuración simple.
3)
a) Armar el amplificador de instrumentación mostrado en la figura 4.
b) Verificar prácticamente realizando una simulación de software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema, determinando el rango de variación de este parámetro cuando variamos el porcentaje de ajuste de potenciómetro R11.
c) Grafique con osciloscopio la señal de entrada y de salida maxima y mínima.
d) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, para el valor de tensión de salida máximo, el valor de la ganancia diferencial, deberás tener en cuenta que para realizar esta medición habrá que aplicar el teorema de superposición haciendo en este cosa cero la señal V3.
e) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, para el valor de la tensión de salida máximo, el valor de la ganancia en modo común, deberás tener en cuenta que para realizar esta medición habrá que aplicar el teorema de superposición haciendo en este caso cero las señales V1 y V2.
Con los valores de las ganancias obtenidos en los puntos d) y e), determinar la razón de rechazo en modo común (CMRR, common modo rejection ratio) definido como: CMRR=20*log(|Ad|/|Acm|)
f) Realizar un análisis teórico del circuito hallando la expresión de la tensión de salida total del sistema.
g) A partir de los resultados obtenidos, y de las mediciones efectuadas redactar las conclusiones finales del presente trabajo práctico.
a) Circuito figura 4.
b) Circuito para variar el potenciometro y medir la tension de entrada y salida.
Potenciometro al 20%.
Potenciometro al 50%.
Potenciometro al 80%.
c) Señal de entrada y salida.
Señal mínima.
Señal máxima.
c) Compruebe analíticamente.
d) Calcular la potencia en la carga RL.
e) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, la tensión de la salida en una configuración simple de acuerdo con el circuito esquemático de la figura 3.
f) Grafique con osciloscopio la señal de entrada y salida.
g) Compruebe analíticamente.
h) Calcular la potencia en la carga RL2
i) Comparar los resultados de los cálculos en d) y h) y obtenga conclusiones.
a) Circuito 1.
b) Circuito para medir la señal de entrada y salida.
Gráfico de la señal de entrada y salida.
c) Comprobación analíticamente.
Valor de VRL
d) Calculo de la potencia en RL
e) Circuito 2.
f) Circuito para medir la señal de entrada y salida.
Gráfico de la señal de entrada y salida.
g) Comprobación analíticamente.
h) Calculo de la potencia RL.
i) Luego de realizar la simulación de los dos circuitos y cálculos analíticos se puede comprobar que con un sistema multietapas en la configuración de "puente (Bridge)" en la cual se utilizan dos inversores, se obtiene una potencia en la carga de 2mW aproximadamente y con una configuración de tipo simple una potencia de 0.5mW aproximadamente. Comprobando así que con una configuración de "Puente" se logra una ganancia de 4 veces mayor que la que se obtiene con una configuración simple.
3)
a) Armar el amplificador de instrumentación mostrado en la figura 4.
b) Verificar prácticamente realizando una simulación de software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema, determinando el rango de variación de este parámetro cuando variamos el porcentaje de ajuste de potenciómetro R11.
c) Grafique con osciloscopio la señal de entrada y de salida maxima y mínima.
d) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, para el valor de tensión de salida máximo, el valor de la ganancia diferencial, deberás tener en cuenta que para realizar esta medición habrá que aplicar el teorema de superposición haciendo en este cosa cero la señal V3.
e) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, para el valor de la tensión de salida máximo, el valor de la ganancia en modo común, deberás tener en cuenta que para realizar esta medición habrá que aplicar el teorema de superposición haciendo en este caso cero las señales V1 y V2.
Con los valores de las ganancias obtenidos en los puntos d) y e), determinar la razón de rechazo en modo común (CMRR, common modo rejection ratio) definido como: CMRR=20*log(|Ad|/|Acm|)
f) Realizar un análisis teórico del circuito hallando la expresión de la tensión de salida total del sistema.
g) A partir de los resultados obtenidos, y de las mediciones efectuadas redactar las conclusiones finales del presente trabajo práctico.
a) Circuito figura 4.
b) Circuito para variar el potenciometro y medir la tension de entrada y salida.
Potenciometro al 20%.
Potenciometro al 50%.
Potenciometro al 80%.
c) Señal de entrada y salida.
Señal mínima.
Señal máxima.
d) Circuito en modo diferencial.
Circuito para medir la señal máxima del circuito.
Ganancia en modo diferencial.
e) Circuito en modo común.
Circuito para medir la señal de salida máxima.
Ganancia en modo común.
Razón del rechazo en modo común.
f) Tensión de la salida total del sistema para V1=0
Tensión de la salida total del sistema para V2=0
g) El ejercicio 3 demuestra como un circuito amplificador de instrumentación con 2 amplificadores operacionales crea un circuito aislador, el cual incrementa le impedancia de entrada y con un amplificador operacional utilizando como amplificador de tensión, al cambian el valor del potenciometro, logra alcanzar una tensión de 2 hasta 4 veces mayor que la entrada.
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