a) Dibujar el circuito de la figura 1 utilizando un software aplicado.
b) Aplicar a la entrada una señal senoidal de 10Hz 25 mVp.
c) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema, y calcular el valor de la ganancia de tensión y expresarla en dB.
d) Repetir el punto anterior para otros valores de frecuencia hasta los 200KHz.
e) Con los valores obtenidos en la tabla determinar la curva de la respuesta en frecuencia, graficando la variación de la ganancia de tensión en dB, en función de la frecuencia en escala logarítmica.
f) Determinar las frecuencias de corte, es decir aquellos valares en la que la ganancia de tensión haya disminuido -3 dB de su valor máximo, marcar dichos valores en la curva y determinar el ancho de banda de la respuesta en frecuencia.
g) Modificar el circuito anterior tal como muestra la figura 2.
h) Repetir para esta nueva configuración circuital los puntos b), c), d), e).
i) Graficar respuesta en frecuencia, y determinar nuevamente las frecuencias de corte y el BW, hacer comentarios.
j) A contnuación determinaremos la frecuencia de corte superior del circuito de la figura 2 mediante mediciones en régimen transitorio. Para ello reemplazaremos el generador de señal senoidal por uno de onda cuadrado de 25 mVpp, 1KHz
k) Verificar prácticamente realizando una simulación de software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo el tiempo de crecimiento (rise time) y graficar la señal de entrada y salida.
l) Calcular el valor de la frecuencia de corte superior, mediante la siguiente fórmula:
fcs = 0,35/Tr
m) A continuación determinaremos la frecuencia de corte inferior del circuito de la figura 2 mediante mediciones en régimen transitorio. En este caso excitaremos el circuito con una onda cuadrada de 25 mVpp, 50Hz.
n) Verificar prácticamente realizando una simulación de software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo la inclinación (tilt) y graficar la señal de entrada y salida.
o) Calcular el valor de la frecuencia de corte inferior, mediante la siguiente fórmula:
fci = P.F/π
p) Con los valores obtenidos i) y o), determinar el BW, y comparar con los valores determinados en
el punto i). Hacer comentarios.
Desarrollo de la práctica.
a) Circuito de la figura 1.
b) Al circuito anterior le aplicamos a la entrada una señal senoidal de 10 Hz 25 mVp.
c) Circuito para medir la tensión de salida.
Señal de la tensión de salida.
Calculo de la ganancia.
d) Mediciones variando la frecuencia hasta los 200 KHz.
Tabla de medición.
e) Gráfico de la tabla.
f) El punto rojo marca la frecuencia de corte
g) Circuito de la figura 2.
h) Al circuito anterior le aplicamos a la entrada una señal senaidal de 10 Hz 25 mVp.
Circuito para medir la tensión de salida.
Señal de la tensión de salida.
Calculo de la ganancia.
Mediciones variando la frecuencia hasta 200 KHz.
Gráfico de la tabla.
La linea rojo marca la frecuencia de corte.
j) Al circuito de la figura 2 cambiamos el generador de señal senoidal por uno de onda cuadrada de 25 mVpp, 1 KHz.
k) Circuito para medir la tensión de entrada y salida.
Gráfico de la señal de entrada.
Gráfico de la señal de salida.
l) Calculo de la frecuencia de corte superior.
m) Circuito con una onda cuadrada de 25mVpp 50Hz.
n)Circuito para medir la señal de entrada y salida.
Señal de entrada.
Señal de salida.
o) Calculo de la frecuencia de corte inferior.
p) Calculo de BW.
2) En esta segunda etapa determinaremos la respuesta en frecuencia para un amplificador operacional no inversor:a) Dibujar el circuito de la figura 3 utilizando software aplicado.b) Aplicar a la entrada una señal senoidal de 10Hz 25 mVp.c) Verificar pràcticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema, y calcular el valor de la ganancia de tensión y expresarla en dB.d) Repetir el punto anterior para otros valores de frecuencia hasta los 500 KHz completando la siguiente tabla.e) Con los valores obtenidos en la tabla determinar la curva de la respuesta en frecuencia, graficando la variación de la ganancia de tensión en dB, en función de la frecuencia en escala logarítmica.f) Determinar las frecuencias de corte, es decir aquellos valores en la que la ganancia de tensión haya disminuido -3 dB de su valor máximo, marcar dichos valores en la curva y determinar el ancho de banda de la respuesta en frecuencia.g) Modificar el circuito anterior tal como muestra la figura 4.h) Repetir para esta nueva confuguración circuital los puntos b), c), d), e).i) Graficar respuesta en frecuencia, y determinar nuevamente las frecuencias de corte y el BW, hacer comentarios.j) A continuación determinaremos la frecuencia de corte superior del circuito de la figura 2 mediante mediciones en régimen transitorio. Para ello reemplazaremos el generador de señal senoidal por uno de onda cuadrada de 25 mVpp, 1 KHz.k) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo el tiempo de crecimiento (rise time) y graficar la señal de entrada y salida.l) Calcular el valor de la frecuencia de corto superior, mediante la siguiente fórmula:fcs= 0.35/ Trm) A continuación determinaremos la frecuencia de corte inferior del circuito de la figura 2 mediante mediciones en régimen transitorio. En este caso excitaremos el circuito con una onda cuadrada de 25 mVpp, 100Hz.n) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión a la salida del sistema midiendo la inclinación (tilt) y graficar la señal de entrada y salida.o) Calcular el valor de la frecuencia de corte inferior, mediante la siguiente fórmula:fci= P.F/
p) Con los valores obtenidos en l) y o), determinar el BW, y comparar con los valores determinados en el punto i). Hacer comentarios.
p) Con los valores obtenidos en l) y o), determinar el BW, y comparar con los valores determinados en el punto i). Hacer comentarios.
Desarrollo de la practica.
a) y b) Circuito de la fig 3.
a) y b) Circuito de la fig 3.
c)
Canal A: Señal de la tensión de entrada (color verde).
Canal B: Señal de la tensión de entrada (color rojo).
Calculo de la ganancia de tensión en veces:
Calculo de la ganancia de tensión en dB:
d)
e)
f) Grafico de la frecuencia de corte.
Para determinar bien las frecuencias fuimos reemplazando valores en circuito simulado hasta aproximarnos a los 37 dB.
h) Reemplazamos el generador por uno de 25 mvpp, 10Hz.
Grafico de la tensión de salida.
Valor de la tensión de salida:154,93 mV.
Valor de la ganancia de tensión en veces:
Valor de la ganancia de tansión en dB:
Curva de la respuesta en frecuencia:
i) Grafico de la frecuencia de corte.
Para determinar el valor de las frecuencias de corte nos aproximamos a un valor de 18dB en el circuito simulado.
j)
k) Medición del Rise Time:
El Rise Time equivale al de "dx". Es decir 17,59 uS.
l) Calculo de la frecuencia de corte superior.
m)
n) Medición de la inclinación (tilt):
Calculo del titl:
Segun se muestra el grafico:
y1=V1
y2=V2
Grafico de las señales de entrada y salida.
o) Grafico de la frecuencia de corte inferior.
p) Calculo del ancho de banda mediante el rise time y el titl.
Cálculo del ancho de banda mediante la curva de respuesta en frecuencia.
Conclusión: Luego de la resolución de los distintos cálculos y gráficos obtuvimos el ancho de banda calculando el rise time y el tilt, y el calculo con el grafico de la respuesta en frecuencia. Con estos se logra notar la alta diferencia entre los mismos, en la cual el calculado mediante el rise time y el tilt tiene un valor de 3,9KHz mayor al calculado mediante la curva de respuesta en frecuencia. Es decir 1,24 veces mayor.
3) Finalmente en esta tercera parte del práctico, analizaremos el comportamiento en la máxima velocidad de respuesta de diferente circuitos de amplificadores operacionales.a) Dibujar el circuito de la figura 5 utilizando el software aplicado.b) Aplicar a la entrada del circuito con el amplificador operacional LM741 una señal cuadrada con un generador de reloj de 1Vp frecuencia de 10KHz y un ciclo de actividad del 50%.c) Verificar prácticamente realizando una simulación con software aplicado, el valor de la tensión de salida del sistema, y calcular el valor de la velocidad máxima de cambio llamada SLEW RATE.d) Repetir el punto anterior para lo siguientes amplificadores operacionales, AD8551, MC1458, TL081.Con los valores medidos complete la siguiente tabla, y compare con los valores dados por los fabricantes.f) Redacte las conclusiones finales de trabajo práctico.
a) y b)
c)
Gráfico de la tensión de salida.
El valor de la tensión de salida es de 1V
Gráfico de la medición slew rate.
El slew rate es de 0.323 V/uS
d)
Amplificador operacional AD8551:
Tensión de salida 1V.
Gráfico de la medición del slew rate
El slew rate es de 0.501 V/uS
Amplificador operacional MC1458:
Tensión de salido 1V
Gráfico de la medición del slew rate.
Valor del slew rate es de o.467 V/uS.
Amplificador operacional TL081.
Tensión de salida 1V
Gráfico de la medición del slew rate.
El slew rate mide 10,41 V/uS
e) Comparación de Slew rate.
f) Conclusiones:
Luego de las distintas mediciones realizadas con 4 circuitos integrados diferentes, comparamos entre si los distintos valores de Slew Rate medidos. Así, apreciamos una escasa diferencia en los integrados de poco valor de Slew rate, y una amplia en los integrados de mayor valor como el TL081.
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