Post on 23-Jan-2016
1©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Circuitos Dinámicos de 2º OrdenCircuitos Dinámicos de 2º Orden
Respuesta a excitaciones exponencialesRespuesta a excitaciones exponencialesCálculo de la respuesta forzada. Función de red
Respuesta a excitaciones sinusoidalesRespuesta a excitaciones sinusoidalesCálculo de la respuesta forzada. Módulo y fase de la función
de red
REGIMEN SINUSOIDAL ESTACIONARIOREGIMEN SINUSOIDAL ESTACIONARIO
2©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Excitaciones de Respuesta a Excitaciones de DCDC
(t)= X(t)= Xff
kk11**, k, k22
** se obtienen aplicando CIs se obtienen aplicando CIs
forzadaforzadanaturalnatural
sobre la solución completa sobre la solución completa (OJO)(OJO)
- sin pérdidassin pérdidas- subamortiguadasubamortiguada- críticamente críticamente amortiguadaamortiguada- sobreamortiguadasobreamortiguada
Excitación Excitación constanteconstante
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Solución Solución homogénhomogéneaea
Solución Solución particularparticular
Respuesta a Entradas Exponenciales Respuesta a Entradas Exponenciales
Solución Solución completacompleta
forzadaforzadanaturalnatural
4©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta ForzadaRespuesta ForzadaRespuesta a Entradas ExponencialesRespuesta a Entradas Exponenciales
Amplitud resp.Amplitud resp.forzadaforzada
Función de redFunción de red(racional, s, (racional, s, oo, , ))
== AmplitudAmplitudentradaentradaxx
Cálculo a partir de la ec. Cálculo a partir de la ec. diferencialdiferencial
Cálculo a partir del Cálculo a partir del esquemáticoesquemático
ImpedancImpedanciaia
AdmitancAdmitanciaia
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Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales
EntradaEntrada Resp. forzada en la Resp. forzada en la salidasalida
H(s)H(s)
H(s=jH(s=j))
H(s=-H(s=-jj))
forzadforzadaa
naturanaturall
CIsCIs
Principio de superposición Principio de superposición (lineal)(lineal)
6©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales
módulomódulofasefase
módulo módulo parpar
fase imparfase impar
7©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
8©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 0 Respuesta forzada nula
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
9©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1A Respuesta forzada constante (1A)
10©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(1*t) Respuesta forzada sinusoidal a 1rad/s
RSE
11©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(1*t) Respuesta forzada sinusoidal a 1rad/s
RSE
12©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(5*t) Respuesta forzada sinusoidal a 5rad/s
RSE
13©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(5*t) Respuesta forzada sinusoidal a 5rad/s
RSEZoom
14©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(5*t) Respuesta forzada sinusoidal a 5rad/s
15©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(0.1*t) Respuesta forzada sinusoidal a 0.1rad/s
RSE
16©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = -2 Respuesta natural sobreamortiguada establei(t) = 1*sen(0.1*t) Respuesta forzada sinusoidal a 0.1rad/s
RSE
17©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +0.75 Respuesta natural subamortiguada establei(t) = 0 Respuesta forzada nula
18©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +0.75 Respuesta natural subamortiguada establei(t) = 1A Respuesta forzada constante (1A)
19©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +0.75 Respuesta natural subamortiguada establei(t) = 1*sen(3*t) Respuesta forzada sinusoidal a 3rad/s
RSE
20©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +0.75 Respuesta natural subamortiguada establei(t) = 1*sen(3*t) Respuesta forzada sinusoidal a 3rad/s
RSE
Zoom
21©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +0.75 Respuesta natural subamortiguada establei(t) = 1*sen(3*t) Respuesta forzada sinusoidal a 3rad/s
22©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +1.25 Respuesta natural subamortiguada inestablei(t) = 0 Respuesta forzada nula
23©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +1.25 Respuesta natural subamortiguada inestablei(t) = 5*sen(5*t) Respuesta forzada sinusoidal a 5rad/s
¿RSE?
24©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +1.25 Respuesta natural subamortiguada inestablei(t) = 5*sen(5*t) Respuesta forzada sinusoidal a 5rad/s
¿RSE?
Zoom
25©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Respuesta a Entradas SinusoidalesRespuesta a Entradas Sinusoidales EjemploEjemplo
k = +1.25 Respuesta natural subamortiguada inestablei(t) = 5*sen(5*t) Respuesta forzada sinusoidal a 5rad/s
¿RSE?
26©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Estabilidad / InestabilidadEstabilidad / InestabilidadRespuesta naturalRespuesta natural
ESTABLEESTABLE INESTABLINESTABLEE
Semiplano izquierdoSemiplano izquierdoReal(sReal(s1,21,2) < ) < 00 Semiplano derechoSemiplano derecho
Real(sReal(s1,21,2) > ) > 00
27©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal EstacionarioUtilidad de la función de redUtilidad de la función de red
RSE
28©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal EstacionarioUtilidad de la función de redUtilidad de la función de red
RSE
29©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
RSE
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal EstacionarioUtilidad de la función de redUtilidad de la función de red
RSE
30©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
RSE
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal EstacionarioUtilidad de la función de redUtilidad de la función de red
RSE
Amplitud = 1
Amplitud = 1/3
Retraso de fase de 90º
1.57s
31©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
RSE
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal EstacionarioUtilidad de la función de redUtilidad de la función de red
RSE
32©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
RSE
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal EstacionarioUtilidad de la función de redUtilidad de la función de red
Amplitud = 1
Amplitud = 0.97
Retraso de fase de 16.9º
2.95s
RSE
33©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal Estacionario Visto hasta ahora…Visto hasta ahora…
En RSE una variable eléctrica está unívocamente determinada por su función de red respecto a la entrada si las frecuencias naturales del circuito tienen parte real negativa (semiplano izq.).
Respuesta determinada únicamente por la componente forzada Respuesta natural debe ser nula en el estacionario
El denominador de una función de red H(s) coincide con el polinomio característico que se obtendría al formular la ecuación diferencial.
El denominador es el mismo para funciones de red de un mismo circuito
Una función de transferencia H(s) se puede obtener mediante técnicas de análisis similares a las válidas para circuitos resistivos.
Impedancia / admitancia como generalización de resistencia / conductancia
El módulo y la fase de una función de transferencia H(jw) varían con la frecuencia de la entrada sinusoidal.
Representación gráfica de dicha variación (DIAGRAMAS DE BODE) Comportamiento “selectivo en frecuencias” (FILTROS)
34©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal Estacionario … … ¿y luego?¿y luego?
Diagrama de Bode de H(jw)
|H(jw)| en decibelios
H(jw) en grados
Escala logarítmica
¿Cómo se construye el diagrama de Bode de cualquier función de
red?
35©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Circuitos Dinámicos de 2º OrdenCircuitos Dinámicos de 2º Orden
Respuesta a excitaciones exponencialesRespuesta a excitaciones exponencialesCálculo de la respuesta forzada. Función de red
Respuesta a excitaciones sinusoidalesRespuesta a excitaciones sinusoidalesCálculo de la respuesta forzada. Módulo y fase de la función
de red
REGIMEN SINUSOIDAL ESTACIONARIOREGIMEN SINUSOIDAL ESTACIONARIO
Utilidad de la función de red en RSEUtilidad de la función de red en RSERelación con la estabilidad del circuito. Análisis en
impedancias
Construcción de diagramas de BodeConstrucción de diagramas de BodeContribuciones de constantes, polos y ceros de distinta
naturaleza
36©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Régimen Sinusoidal EstacionarioRégimen Sinusoidal Estacionario Diagrama de BodeDiagrama de Bode
Diagrama de Bode de H(jw)
|H(jw)| en decibelios
H(jw) en grados
Escala logarítmica
¿Cómo se construye el diagrama de Bode de cualquier función de
red?
37©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de una constanteContribución de una constante
38©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de un cero en DCContribución de un cero en DC
39©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de un polo en DCContribución de un polo en DC
40©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de un cero realContribución de un cero real
41©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de un polo realContribución de un polo real
42©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de ceros complejos Contribución de ceros complejos conjugadosconjugados
43©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Contribución de polos complejos Contribución de polos complejos conjugadosconjugados
44©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode Resumen de contribucionesResumen de contribuciones
45©RRF TEMA 4 – Régimen Sinusoidal EstacionarioELECTRÓNICA BÁSICA
Diagramas de BodeDiagramas de Bode EjemploEjemplo
10 10 10 10 10 10 10 10 10 1010 10
Frecuencia (rad/s)
10 10 10 10 10 10 10 10 10 1010 10
Frecuencia (rad/s)