Alumno : Apellidos y Nombres Nota

Ticona Cadena Eddison Jesus

Profesor: Hernando Prada

Programa Profesional: Mantenimiento de Maquinaria

Pesada Grupo: F

I.- OBJETIVO

Comprobar los efectos de la realimentación negativa en el control de la ganancia

de tensión de un amplificador inversor y no inversor.

Comprobar la validez de las ecuaciones que definen esta ganancia.

Implementar oscilaciones astables y monoestables.

II.- MATERIALES A EMPLEAR

01 resistencia de 100 kΩ

01 resistencia de 33 kΩ

AOP 741 / CI 555

01 Osciloscopio

01 Generador de señales.

01 Multímetro digital.

Conectores

Fuente de alimentación.

Condensadores

Seguridad en la ejecución del laboratorio

I. FUNDAMENTO TEÓRICO

El amplificador operacional (OP- AMP) es un dispositivo amplificador de la diferencia de

sus dos entradas, con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta,(mayor a

un mega ohmio) y una baja impedancia de salida(de 8 a 20 ohmios)

Tensiones de entrada y salida del amplificador operacional

Las tensiones en las entradas ENT + Y ENT- y en la salida SAL están en referencia

a masa.

Antes de utilizar el multímetro, asegurarse que está en el

rango y magnitud eléctrica adecuada

La diferencia entre las tensiones Uentrada+ y Uentrada – esta designada como la tensión

diferencial de entrada UD. Solo esa tensión diferencial UD es amplificada por el OP. Se

aplica lo siguiente.

.D Ent EntU U U

En un amplificador operacional de circuito abierto, esta tensión diferencial de entrada UD

es amplificada por medio de la amplificación en vacio AO hasta la tensión vacio USAL

USAL = AO. UD

Esquema del circuito 1: Amplificador inversor

Procedimiento

1. Escribir, la configuración de la figura, las ecuaciones que definen las características

siguientes:

• Avf: Ganacia de tensión en lazo cerrado.

2. Con los datos proporcionados, calcular los valores da cada una de las características

citadas.

• Avf =

3. Montar el circuito de la figura y conectarlo a la fuente de alimentación (ver anexos).

4. Ajustar el generador de funciones para que proporcione una onda senoidal de 1V (pico

a pico) y a una frecuencia de 1KHz, y aplicar una señal a la entrada del circuito.

5. Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito y el canal 2 a la salida.

6. Dibujar la forma de onda de las señales de entrada y salida del circuito.

7.- Medir la tensión en el punto “a” con el osciloscopio. Anotar el resultado

obtenido y compararlo con el valor teórico esperado.

VaTEOR= 0 V

VaMEDIDO= 0 V

E%= 0%

8. También con el osciloscopio, medir las tensiones de entrada y salida (pico a

pico), calculando a continuación la ganancia de tensión ( Avf).

Vi= 0.5 V

V0= 1.5 V

0VAvf

Vi = -3 V

9. Comparar el valor de la ganancia de tensión medido con el valor teórico.

AvfTEOR= -3.03

AvfMED= -3.03

E%= 0.99%

10. Retirar la resistencia de alimentación (Rf). Comprobar y explicar lo que sucede

con la salida del circuito-

Al retirar la resistencia de realimentación se anula la ganancia, esto se debe q que no

existe la resistencia de retroalimentación.

11. ¿ Qué hace que el voltaje de salida sea un valor distinto al de saturación?

La resistencia de retroalimentación hace que el voltaje sea distinto al de retroalimentación.

12. Diseñe un AOP del tipo empleado en el laboratorio para amplificar un voltaje DC

de 1,2 V a 5 V.

Fuente: Elaboración propia

Esquema del circuito 2: Amplificador No inversor

Fuente: Elaboración propia

R1=33K Rf=100k Procedimiento

1. Escribir, para la configuración de la figura, las ecuaciones que definen las características siguientes:

Avf: Ganancia de tensión en lazo cerrado 2. Con los datos proporcionados, calcular los valores de cada una de las

características citadas.

(1 )f

i

RAvf

R

100(1 )

33

4.03

Avf

Avf V

3. Montar el circuito de la figura y conectarlo a la fuente de alimentación 4. Ajustar el generador de funciones para que proporciones una onda senoidal de

88mV(pico a pico) y frecuencia de 1Khz, y aplicar esta señal a la entrada del circuito.

5. Conectar el canal 1 del osciloscopio a la entrada del circuito, el canal 2 a la salida. Tema: Laboratorio : Amplificador Inversor Y No Inversor /Timmer 555(pag 2)

6. Dibujar la forma de las señales de entrada y salida del circuito.

7. Con el osciloscopio, medir las tenciones de entrada y salida, calculando a

continuación la ganancia de tensión (Avf)

Vi=0.5 V

Vo=2 V

Avf= 4 8. Comparar el valor de ganancia de tensión medido con el valor teórico.

,

Avf 4MEDIDO

4.033 4

E% 100 0.82%4.033

x

9. Retirar la resistencia de realimentación (Rf). Comprobar y explicar lo que

sucede con la salida del circuito.

Fuente: Elaboración propia

Al retirar la resistencia de retroalimentación la tensión en la salida es la máxima que puede entregar el amplificador. Timmer 555:

10. Lea las instrucciones siguientes para implementar circuitos multivibradores Primera Parte MULTIVIBRADOR MONOSTABLE Este circuito es un temporizador estándar, programable de 1 segundo hasta horas, dependiendo de los valores del condensador C1 y de la resistencia Ra.

Fuente: Elaboración propia

Esquema teórico del temporizador estándar

El montaje es muy sencillo, únicamente hay que montar el circuito siguiendo el esquema. La Salida es un solo pulso de duración específica, dependiendo de Ra y C1, cada vez que envía un pulso de disparo al terminal 2. El tiempo de duración es T=1,1 RaC1

El terminal 2 se utiliza para disparar el circuito, conectando entre 5V y tierra. Procedimiento: 1. Implemente el temporizador monostable mostrado en la figura 1. 2. Alimente el circuito con 5 VDC 3. Conecte el osciloscopio a la salida del circuito (pin 3) 4. Dispare ele circuito por el pin 2. 5. Calcular el tiempo estimado para los valores indicados. 6. Anote los valores en la tabla mostrada. 7. Implemente los circuitos con los valores indicados y mida el tiempo de

operación y complete la tabla.

R C TIEMPO CALCULADO

100kΩ 4.7 uF 0.517s

4.7kΩ 10 nF 51.7 us

1MΩ 10 uF 11s

Cálculos: Para el primer caso.

1,1 1

1,1(100 )(4,7 )

0,517

T RaC

T k uF

T s

8. Comente los resultados obtenidos: A medida que se incrementa la resistencia o la capacitancia, el tiempo del timer 555 se incrementa, es decir el temporizador depende de los valores de estos parámetros

SEGUNDA PARTE MULTIVIBRADOR ASTABLE El circuito mostrado en la figura corresponde a un multivibrador Estable.

La temporización se controla por medio de los valores de R1, R2 y C, la salida es alta durante un tiempo Th dado por la expresión: Th=0.695(R1+R2)C La salida es baja durante un tiempo T1, dado por la siguiente expresión. TI=0.695(R2)C Algebraicamente puede demostrarse que el periodo total T es: T=T1+T2=0.695(R1+2R2)C La fórmula para calcular la frecuencia es

Procedimiento: 9. Implemente el circuito de la figura 2 10. Complete la tabla para los valores mostrados

Asuma R1= 10KΩ; R2 = 1MΩ Cálculos:

11. Conecte el osciloscopio a la salida del multivibrador (pin 3), y anote el periodo

obtenido para los valores indicados en la tabla. T= 70 ms

12. Conecte el pin 4 (Reset) a tierra. Los valores se anulan, es decir. Se va cero.

13. ¿Qué observa en la salida? En estado de funcionamiento normal

Conclusiones y Observaciones

Observaciones

El amplificador operacional en la entrada presenta una impedancia infinita.

La corriente a la entrada positiva y negativa es cero.

La impedancia de entrada en el amplificador operacional es similar a la resistencia R1

Conclusiones

En el amplificador operacional inversor se comprobó los efectos de la

realimentación negativa en el control de la ganancia de tensión de un

amplificador inversor y no inversor.

Al tener los valores de tensión de salida y los de entrada se Comprobó la

validez de las ecuaciones que definen esta ganancia.

Se simulo la implementación oscilaciones astables y monoestables del

555, asi como las ondas de salida del timer 555.

El amplificador operacional sin retroalimentación, da a la salida la tensión

de saturación es decir la tensión salida no puede ser superior a la tensión

máxima entregada.

Laboratorio: Amplificador Inversor y No Inversor / Timmer 555(pag 6) Detección de fallas: En el siguiente circuito se han hecho mediciones correctas para distintos parámetros eléctricos. Seguidamente se han registrado nueve mediciones más que no coinciden con los valores correctos. Su tarea es diagnosticar la falla en el circuito para cada una de las mediciones erróneas.

Valores de Medición Correctos:

0 0 -1 -1 -1 -3 -3 ok

Avería # 1

0 0 -1 0 0 0 0 ok

Diagnóstico: La tensión en Vd, se pasó a cero porque sea cortocircuitado la resistencia R4, es por ello que la ganancia es igual a cero. Avería # 2

0 0 0 0 0 0 0 ok

Diagnóstico: La tensión en Vc se puso en cero porque se le quito la tensión de alimentación a la entrada y la resistencia R4 se ha cortocircuitado. Avería # 3

0 0 -1 -1 0 -13,5 -13,5 0

Diagnóstico: La resistencia R4 se ha cortocircuitado, es por ello que la tensión en la Ve es igual ha cero. Avería # 4

0 0 -13,5 -13.5 -4,5 -13,5 -13,5 0k

Diagnóstico: La tensión de retroalimentación se quita es por ello que se satura Avería #5

0 0 -1 0 0 0 0 ok

Avería #6

0 0 -1 0 0 0 0 ok

Avería #7

0 0 -1 0 0 0 0 ok

Avería #8

0 0 -1 0 0 0 0 ok

Avería #9

0 0 -1 0 0 0 0 ok

SIMULACIONES

Pin 4 a tierra.

CURS

O:

Elect

rónic

a

Labor

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Nº 7

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