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Documento relacionado a una práctica universitaria sobre amplificadores operacionales, donde se presentan conceptos básicos, configuraciones básicas y se realizan mediciones para obtener la función de transferencia. El documento incluye información sobre la ganancia, desfasamiento y configuraciones de inversor, amplificador, integrador, derivador y sumador.
Tipo: Ejercicios
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Nombre Completo del alumno Firma Calificación Sergio Guevara Nava Fecha de entrega del reporte: 13 de septiembre de 2022 No. Brigada: 04 Grupo: 03 Nombre del Profesor Firma Minerva Ruth Herrera Rodríguez
PELIGRO O FUENTE DE ENERGIA RIESGO ASOCIADO 1 Fuente de alimentación Daño al equipo 2 Alambrado incorrecto Daño al equipo y perdida de componentes
Objetivos generales:
1. Conocer la Configuración Básica del Circuito Integrado LM 741. 2. Determinar la Función de Transferencia de algunos circuitos armados con un amplificador operacional. Objetivos específicos: a) El alumno comprenderá los conceptos y métodos empleados en la formulación de modelos matemáticos de sistemas físicos. b) El alumno comprobará por medio de datos prácticos la validez de los calculados teóricamente mediante el concepto de Función de Transferencia.
En electrónica, la ganancia, en lo referido a señales eléctricas, es una magnitud que expresa la relación entre la amplitud de una señal de salida respecto a la señal de entrada. Por lo tanto, la ganancia es una magnitud adimensional, que se mide en unidades como belio (símbolo: B) o submúltiplos de este como el decibelio (símbolo: dB). Por ejemplo, si la potencia de salida de un amplificador es 40 W (vatios) y la de entrada era de 20 W, la ganancia sería de 10 log (40 W / 20 W) ≈ 3,0103 dB. Cuando la ganancia es negativa (menor que 0), se denomina atenuación. Así, en el ejemplo anterior, pero al revés: 40 W de entrada, frente 20 W de salida, el resultado sería de - 3,0103 dB. No hablaríamos de una ganancia de - 3 dB, sino de una atenuación de 3 dB. En física, el desfase entre dos ondas es la diferencia entre sus dos fases, es decir, el estado de estas dos magnitudes que no pueden ser simultáneas y cuyos períodos sí son iguales. Habitualmente, esta diferencia de fases, se mide en un mismo instante para las dos ondas, pero no siempre en un mismo lugar del espacio. Se puede medir el desfase como:
Figura 1. Fuente de voltaje simétrica +/- Vcc Cuando no se dispone de fuentes bipolares o simétricas es posible improvisarlas utilizando fuentes sencillas como se indica en la figura 1, el punto común de las fuentes será el de tierra del circuito. Todas las tensiones presentes en el amplificador operacional tendrán como referencia este punto.
1 capacitor cerámico de 0.1 F 1 capacitor cerámico de 0.01 F 1 amplificador operacional LM 741 1 resistencia de 100K ohm a ¼ W 2 resistencias de 10K ohm a ¼ W 4 resistencias de 10M ohm a ¼ W 1 resistencia de 1M ohm a ¼ W Alambre para protoboard Hoja de Datos del LM Módulo y Tarjeta Prototipo NI ELVIS y software instalado NI ELVIS 2.
En esta práctica se muestran algunas configuraciones básicas de circuitos armados con un amplificador operacional en configuraciones de: inversor, amplificador, integrador, derivador y sumador. Podrá comprobar su funcionamiento al través de la observación y el análisis de las respectivas señales de entrada y salida. La Tarjeta Prototipo de la firma National Instruments NI ELVIS junto con el software que la acompaña funcionarán para poder: alimentar al amplificador
Figura 2. Actividad 1 CH0 – salida CH1 - entrada
Figura 4. Actividad 3. Senoidal CH0 – salida CH1 - entrada
Figura 5. Actividad 3. Sierra CH0 – salida CH1 - entrada
Figura 7. Actividad 4. Senoidal CH0 – salida CH1 - entrada
Figura 8. Actividad 4. Sierra CH0 – salida CH1 - entrada
Figura 10. Actividad 5. CH0 – salida CH1 - entrada
Figura 11. Medición en “a” CH0 – salida CH1 - entrada 𝑉𝑎 = 𝑅 4 + 𝑅 4 + 𝑅 6 𝑅 4 + 𝑅 5 + 𝑅 6 𝑉𝑒 𝑉𝑎 = 10 𝑘 + 10 𝑘 + 10 𝑘 10 𝑘 + 10 𝑘 + 10 𝑘 ( 4 𝑣) (^) = 4 𝑣
Figura 13. Medición en “c” CH0 – salida CH1 - entrada 𝑉𝑐 = 𝑅 6 𝑅 4 + 𝑅 5 + 𝑅 6 𝑉𝑒 𝑉𝑐 = 10 𝑘 10 𝑘 + 10 𝑘 + 10 𝑘 ( 4 𝑣) (^) = 1. 3 𝑣
Con la realización de esta practica logramos conocer la configuración básica del circuito integrado LM741 de tal forma que pudimos replicar los circuitos mostrados en la práctica para analizarlos mediante software de acuerdo a los puntos solicitados de cada actividad. Así mismo, realizando dicha práctica, pudimos comprobar los datos teóricos obtenidos y verificar la validez de los datos prácticos. Gracias a las actividades y ejercicios la comprensión del concepto de función de transferencia se pudo entender y analizar de mejor manera entendiendo los conceptos básicos y métodos utilizados en modelos matemáticos de sistemas físicos. Actividad 1. Actividad 2. Actividad 3. Actividad 4. Actividad 5.
Criterios para la aceptación del reporte de la práctica Para que el reporte de la práctica sea aceptado debe contener: carátula completa, todos los elementos obligatorios (ver la sección elementos obligatorias en esta guía) , cuestionario previo, esta guía – rúbrica al final del reporte. Nota: Puedes unir los documentos utilizando iLovePDF ( https://www.ilovepdf.com/es) Elementos obligatorios
1. Seguridad en la ejecución Agregar el recuadro que está la práctica 2. Objetivos de aprendizaje Escribir los objetivos que están escritos en la práctica 3. Material y equipo El que viene en la práctica y agregar los programas utilizados en las simulaciones 4. Conclusiones Tomar en cuenta los resultados de cada una de las actividades y los objetivos planteados 5. Referencias En formato APA Criterios para la calificación de las prácticas En virtud de que es importante que el estudiante sepa obtener información de las gráficas, toda información que se obtenga a partir de una gráfica debe estar identificada en ella. Sólo cuando haya una identificación gráfica el resultado será tomado en cuenta. Todo resultado debe estar respaldado por una memoria analítica. Sólo se tomarán en cuenta los resultados que cuenten con una memoria analítica clara y completa. En ingeniería las unidades son muy importantes. Los resultados que deban tener unidades solo serán válidos si cuentan con ellas. Sólo se toman en cuenta las gráficas cuando en ella se identifican los elementos solicitados.
