Download Practica2 Restador Comparador Integrador y Derivador

PRACTICA II
Circuitos Restador, Comparador, Integrador y
Derivador
José Alfredo Martínez Pérez
UACM-ISEI
Objetivo
Analizar el comportamiento de los circuitos analógicos de forma física obteniendo el comportamiento
relacionado a la forma teórica y numérica.
Circuito restador
Este amplificador usa ambas entradas invertida y no invertida con una ganancia de uno, para producir una
salida igual a la diferencia entre las entradas. Es un caso especial del amplificador diferencial. Se pueden elegir
también las resistencias para amplificar la diferencia.
Implementación
De la formula podemos observar que:
, sí V2=8V y V1=2V
Vout = 8V-3V=5V
Circuito comparador
Un comparador es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar dos señales de
entrada y variar la salida en función de cuál es mayor. En un circuito electrónico, se llama comparador a
un amplificador operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para
comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia.
Implementación
Circuito integrador
El Circuito Integrador es un circuito con un amplificador operacional que realiza la operación matemática
de integración. El circuito actúa como un elemento de almacenamiento que produce una salida de tensión que es
proporcional a la integral en el tiempo de la tensión de entrada.
Dando los valores de resistor R = 1 MΩ y capacitor C = 1 uF al
primer gráfico, el valor de la tensión de salida es:
Vsal = - (1/RC) x Vent x t.
La ganancia de este amplificador en este caso es:
-1 / (1 x 106 x 1 x 10-6) = -1
El signo negativo se debe a que el amplificador
operacional está configurado como amplificador inversor Así:
Al terminar el primer segundo,
Vsal = - Vent x t = - 3 x 1 = - 3
Al terminar el siguiente segundo,
Vsal = - Vent x t = - 3 x 2 = - 6
Al terminar el tercer segundo, Vsal = Vent x t = - 3 x 3 = - 9
Al terminar el cuarto segundo, Vsal =Vent x t = - 3 x 4 = - 12
Esta tensión de salida no crece indefinidamente (en sentido negativo).
Hay un momento, como se puede ver el último gráfico en que ésta línea se mantiene a un valor constante. Esto
sucede cuando el amplificador llega a su tensión de saturación.
Circuito Derivador
El Circuito Derivador realiza la operación matemática de derivación, de modo que la salida de este circuito es
proporcional a la derivada en el tiempo de la señal de entrada. En otras palabras, la salida es proporcional a la
velocidad de variación de la señal de entrada.
La magnitud de su salida se determina por la velocidad a la que se aplica el voltaje a los cambios de la entrada.
Cuanto más rápido se produzcan los cambios en la entrada, mayor será la tensión de salida.
FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO
Si la tensión aplicada a la entrada cambia a un
ritmo lento, es decir, con una pendiente
pequeña, el circuito responde de la siguiente
manera:
La reactancia del condensador en ohmios es
alta.
La relación RF/XC es baja.
La ganancia del amplificador operacional es
baja.
Si la tensión aplicada a la entrada cambia
a un ritmo acelerado, es decir, con una
pendiente grande, el circuito responde de
la siguiente manera:
La reactancia del condensador en ohmios
es baja.
La relación RF/XC es alta.
La ganancia del amplificador operacional
es alta.
Cuando la tensión aplicada a la entrada inversora cambia de 0 voltios a una tensión negativa, la salida es una tensión
positiva(1). Cuando la tensión aplicada a la entrada inversora cambia de 0 voltios a una tensión positiva, la salida es
una tensión negativa.(2)
(1)
(2)
Conclusiones
Un sistema analógico capaz de tener diversos comportamientos según su configuración se hace necesario
en el desarrollo de diversos circuitos electrónicos, y su conocimiento facilita su huso, sin embargo el
comportamiento físico en comparación al teórico crea diferencias mecánicas que lo hacen real y no su forma ideal.
Las complicaciones se pueden observar en las prácticas y sus resultados haciendo una subrayada diferencia que se
tiene que contemplar a la hora de hacer los dispositivos electrónicos mismos que se presentaron en esta práctica.