UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL

INFORME DE Circuitos Electrnicos

I. PORTADA

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

Facultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial

TtuloCircuitos sujetadores, recortadores y multiplicadores

CarreraIngeniera en Electrnica y comunicaciones

Ciclo acadmico y paraleloCuarto A

Alumnos participantesEvelyn Ruz, Lisbeth Villacrs, Monta Cristian, Aucatoma Marco, Zurita Xavier

Mdulo y docenteCircuitos Electrnicos I, Ing. Santiago Altamirano

II INFORME DE LA PRCTICA1. PP2. YY2.1 Ttulo Circuitos sujetadores, recortadores y multiplicadores.

2.2 Objetivos

Objetivo general.

Investigar y aplicar el funcionamiento de los circuitos sujetadores, recortadores y multiplicadores.

Objetivos especficos.

Recopilar informacin sobre circuitos sujetadores, recortadores y multiplicadores. Aplicar los conocimientos obtenidos realizando su respectiva prctica y desarrollo de cada uno de ellos.

2.3 Resumen

La funcin principal de un circuito recortador es la de recortar una porcin de una seal alternante. Tambin puede ser la de limitar el valor mximo que puede tomar una seal de referencia o bien una seal de control, en cuyo caso estos circuitos son tambin conocidos como circuitos limitadores. Esta accin es llevada a cabo mediante diodos semiconductores en combinacin con elementos resistivos y fuentes de voltaje, en cambio una red cambiadora de nivel es la que cambia una seal a un nivel de DC diferente. La red debe de tener un capacitor, un diodo y un elemento resistivo, pero tambin puede usar una fuente de Dc independiente para introducir un cambio de nivel de DC adicional.

2.4 Introduccin

En esta prctica se dar a conocer algunos diseos de sujetadores y recortadores, cabe mencionar la finalidad que tiene un sujetador; Un sujetador es un circuito que levanta o baja el nivel de una seal de entrada, es decir, suponiendo que al sujetador le entra una seal de una onda cuadrada que cambia entre 0 y 10 Volts, entonces el sujetador puede modificar estos niveles de voltaje subindolos o bajndolos a una cantidad que se desee determinar con los componentes del sujetador. Tambin cabe mencionar la finalidad de un recortador de onda; tienen la capacidad de recortar una porcin de la seal de entrada sin distorsionar la parte restante de la forma de onda alterna. De pendiendo de la orientacin del diodo, la regin positivo o negativa de la seal de entrada es recortada

2.5 Palabras Clave Recortadores Sujetadores Multiplicadores Seal Diodo Voltaje Circuito Fuente Ciclos

2.6 Materiales y Metodologa

MARCO TERICO: RECORTADORES DE VOLTAJELos recortadores, tambin conocidos como limitadores de voltaje, son circuitos formadores de onda. El resultado generalmente obtenido es una seal a la que aparentemente se le ha cortado cierta porcin de su seal.Un circuito recortador requiere por lo menos dos componentes: un diodo y una resistencia; aunque es tambin comn contar con una fuente DC de voltaje.Supongamos que tenemos un circuito y una seal de entrada como se muestra en la Figura 3.1:

Para su anlisis consideremos que el diodo es ideal. Cuando el voltaje de entrada supere los 0 V, habr voltaje suficiente para polarizar al diodo directamente. Esto significa que el diodo se lo puede considerar como un cortocircuito, y por tanto, todo el voltaje de la fuente caer en la resistencia de 10 [k]. Esta situacin se conserva durante todo el semiciclo positivo, de modo que la seal de salida, para este intervalo, es exactamente la misma que la seal de entrada.Cuando el voltaje de la entrada es inferior a los 0 V, el diodo del circuito se polariza inversamente, es decir, puede sustituirse como un circuito abierto, de tal manera que la corriente en la malla se anula. Esto ocasiona que el voltaje en la resistencia sea tambin igual a cero, mientras que el voltaje de entrada se trasladar en su totalidad a los terminales del diodo. Obtenemos entonces las formas de onda para el diodo y la salida como se observa en la Figura 3.2:

Figura 3.2 Forma de onda en el diodo y en la salida

Si el diodo no fuese ideal, sino de silicio, sera necesario incluir la cada de voltaje sobre l. Si utilizamos, por ejemplo, la primera aproximacin como se ve en la Figura 3.3, se vera fcilmente que el diodo no entra a conduccin hasta que el voltaje en la fuente supere los 0.7[V], correspondientes al voltaje de barrera.

Los resultados en las formas de onda de la Figura 3.4 son los siguientes:

Figura 3.4 Forma de onda en el diodo y en la salida

Analicemos ahora el siguiente circuito de la Figura 3.5 para la misma forma de onda.

Figura 3.5 Circuito recortador con fuente de voltajeConsideremos as mismo, en primera instancia, que el diodo es ideal. Cuando el voltaje a la entrada es igual a cero, la fuente independiente de voltaje DC polariza al diodo de forma inversa, y se mantendr as hasta que el voltaje de entrada supere ligeramente los 5[V]. A partir de esto, el diodo ideal entrar en conduccin, y todo el voltaje de entrada aparecer en la resistencia de 2.2 [k].Cuando la seal de entrada vuelva a tener un valor menor a los 5[V] (esto incluye el semiciclo negativo), el diodo entrar nuevamente a polarizacin inversa y formar un circuito abierto; de esta manera producir a la salida un valor de voltaje igual a 5[V].

Figura 3.6 Forma de onda en la salida y en el diodo (ideal)Si usamos la primera aproximacin del diodo, asumiendo un diodo de silicio, obtendremos las formas de onda mostradas en la Figura 3.7:

Figura 3.7 Forma de onda en la salida y en el diodo (Silicio)El anlisis sera el mismo si la forma de onda fuese diferente:

Figura 3.8 Forma de onda en la salida y en el diodo con seal diente de sierraA continuacin se muestra una serie de circuitos semejantes, cuyos anlisis son exactamente los mismos que en los casos anteriores, utilizando la siguiente seal de entrada:

SUJETADORES O FIJADORES DE VOLTAJELos circuitos sujetadores poseen como mnimo tres elementos: un diodo, un condensador y una resistencia. A un circuito sujetador tambin puede aumentarse una batera DC.Permiten sujetar a la seal de entrada en un nivel de DC diferente

Figura 3.14 Seal de entrada y de salida en un circuito sujetador

Para este anlisis de considera la constante de tiempo como:

En general las magnitudes de R y C pueden elegirse de tal manera que la constante de tiempo sea suficientemente grande para garantizar que el voltaje a travs del condensador no cambie significativamente durante el intervalo de tiempo determinado por la entrada.En la Figura 3.15 se aprecia el modelo de un circuito sujetador:

Figura 3.15 Circuito sujetador y seal de salidaa. Consideremos que la resistencia de carga RL es muy grande por ejemplo RL=100[k] y supondremos tambin que el capacitor C est inicialmente descargado. Si Vin = 5 [V]

Figura 3.16 Circuito sujetador con VIN = 5 [V]

Por lo tanto el voltaje de salida es , mientras que el condensador; sin embargo, se carga rpidamente a 5 [V] pues la constante de tiempo de la red es

En este caso la constante de tiempo es:

Puesto que al condensador le toma cinco constantes de tiempo para descargarse. Se define el tiempo de descarga o tiempo de apagado 5 :

Puesto que el semiperodo T/2= 0,5[ms] de la seal de entrada es menor que el tap; el condensador permanecer cargado durante el semiperodo.

Figura 3.18 Forma de onda de la salida cuando el capacitor est cargado y RL altab. Si consideramos una RL=1[k] entonces la constante de tiempo ser:

Por lo tanto tap = 5 = 0,5 [ms] y T/2 = tap. En este caso el condensador se descarga durante el intervalo en el cual el voltaje es de 10[V].

Figura 3.19 Forma de onda de la salida cuando el capacitor est cargado y RL baja.

MULTIPLICADORES DE VOLTAJE. Son dispositivos que utilizan la carga paralela de los capacitores para obtener un voltaje DC mayor que el voltaje de entrada. Existen dos clases de dobladores: Doblador de 1/2 onda Doblador clsico doblador de onda completa.DOBLADOR DE 1/2 ONDA. Los dobladores son utilizados para obtener un voltaje de salida DC alto para una seal AC de entrada bajo para cargas pequeas, es decir (R altas).

Figura 3.33 Circuitos dobladores de 1 / 2 onda y seal de salida

Figura 3.36 Forma de onda de la salida del circuito doblador de 1 / 2 onda

DOBLADOR DE ONDA COMPLETA.

Figura 3.38 Anlisis del circuito doblador de onda completa

Figura 3.39 Forma de onda de salida del circuito doblador de onda completa

Se recomienda en este circuito escoger los capacitores C1 y C2 capacitancia y de igual voltaje nominal. Este circuito es utilizado para cargas ms grandes (R bajas).

MATERIALES: Diodo rectificador 1N4007 Capacitor electroltico de 0.1 F. Protoboard Resistencia de 100 . Osciloscopio Multmetro Fuente de alimentacin.

ANALISIS:

Primero procedimos a armar el circuito recortador en la Protoboard el mismo que consta de un diodo rectificador conectado a una resistencia en serie, a esto le aplicamos un voltaje dndonos como resultado imgenes de ondas senoidales recortadas, las mismas fueron visualizadas en el osciloscopio.

El segundo circuito fue armado conectando una resistencia y un diodo rectificador 1N4007 en paralelo, tambin un capacitor electroltico de 0.1 F. Este circuito armado es el sujetador el mismo que aparece ya sea en el plano cartesiano en el cuadrante positivo o en el cuadrante negativo segn la polarizacin que le hayamos dado al capacitor electroltico, de igual manera le conectamos a una fuente de voltaje variable y tambin al osciloscopio para visualizar las ondas senoidales en cual cuadrante se ubican.

2.7 Conclusiones

Se concluy que al realizar con cuidado el circuito, de confirmar que los elementos que se utilizarn mantienen un buen estado y que el circuito este correctamente armado dan como resultado formas de onda cambiadas en relacin a la seal original por ejemplo el circuito sujetador desplaza la seal de entrada que retienen la seal Ac a un nivel Dc de tensin. Estn compuestas por un capacitor, un diodo y una resistencia.

Se comprob que el circuito recortador elimina parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo de algn nivel de referencia.

Se encontr la diferencia entre un circuito recortador y un sujetador al momento de realizar la prctica.

2.8 Recomendaciones

Saber el correcto uso de cada material como por ejemplo el osciloscopio ya que es un elemento un poco complejo de utilizar.

Conectar adecuadamente el circuito ya que podemos ocasionar accidentes como descargas elctricas.

2.9 Referencias

bibdigital.epn.edu.ec/.../DISPOSITIVOS_ELECTRONICOS_TARQUINO.pdf

2.10 Fotografas y grficos