243003 29-Trabajo Final Analisis de circuitos
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ANÁLISIS DE CIRCUITOS 243003A_220
DESARROLLO DE LA PROPUESTA FINAL
PRESENTADO POR:
FREDY ARTURO TAUTIVA COD. 86.042.906
YULY PAULIN BERNAL VARGAS COD. 1.088.039.728
TUTOR: MANUEL ENRIQUE WAGNERGRUPO: 243003_29
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS
CEAD_ACACIAS
MAYO DE 2015
INTRODUCCION
En el desarrollo de esta actividad está basada en la solución de un circuito RLC
utilizando filtros, la cual será desarrollada por medio del aprendizaje adquirido durante las
actividades anteriores del curso. Es necesario que el circuito sea simulado para ver su
efectividad y seguir las indicaciones dadas en la guía de Trabajo final.
OBJETIVOS
1. Diseñar y construir un circuito que permita filtrar las señales deseadas y elimine los
ruidos que interfieren en la comunicación.
2. Verificar culés son las frecuencias que se encuentran fuera de los 5MHz y los 12
MHz; las cuales se clasifican como ruidos no deseados.,
3. Hallar los valores de Impedancia Total, Corriente total, Potencia del circuito y
Obtener el diagrama de bode.
CIRCUITO RLC: es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica, una
bobina (inductancia) y un condensador (capacitancia). Existen dos tipos de circuitos RLC,
en serie o en paralelo, según la interconexión de los tres tipos de componentes. El
comportamiento de un circuito RLC se describen generalmente por una ecuación
diferencial de segundo orden (en donde los circuitos RC o RL se comportan como circuitos
de primer orden).
Con ayuda de un generador de señales, es posible inyectar en el circuito
oscilaciones y observar en algunos casos el fenómeno de resonancia, caracterizado por un
aumento de la corriente (ya que la señal de entrada elegida corresponde a la pulsación
propia del circuito, calculable a partir de la ecuación diferencial que lo rige).
IMPLEMENTACIÓN DE FILTROS
El proceso de diseño de filtros consiste en encontrar una función de transferencia
que cumpla las especificaciones dadas. Una vez conseguida, tenemos que implementar un
circuito electrónico cuya función de transferencia sea precisamente ésta. A la hora de
implementar el filtro podemos elegir entre filtros activos o filtros pasivos. Esta elección
dependerá de la aplicación en cuestión.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS FILTROS ACTIVOS FRENTE A LOS
PASIVOS:
Ventajas:
Posibilidad de obtener impedancia de entrada elevada e impedancia de salida baja.
Posibilidad de conexión en cascada.
Eliminación de las bobinas.
Posibilidad de integración.
Fabricación barata.
Posibilidad de amplificación.
Inconvenientes:
Necesidad de una fuente de alimentación, normalmente simétrica.
Limitación de la tensión de salida a la tensión de saturación de los operacionales.
Limitación de uso a frecuencias por debajo de la de corte del amplificador (Aplicaciones de
Audio)
DIAGRAMA DE BODE: Es una representación gráfica que sirve para caracterizar
la respuesta en frecuencia de un sistema. Normalmente consta de dos gráficas separadas,
una que corresponde con la magnitud de dicha función y otra que corresponde con la fase.
Recibe su nombre del científico estadounidense que lo desarrolló, Hendrik Wade Bode.
Es una herramienta muy utilizada en el análisis de circuitos en electrónica, siendo
fundamental para el diseño y análisis de filtros y amplificadores. El diagrama de magnitud
de Bode dibuja el módulo de la función de transferencia (ganancia) en decibelios en
función de la frecuencia (o la frecuencia angular) en escala logarítmica. Se suele emplear
en procesado de señal para mostrar la respuesta en frecuencia de un sistema lineal e
invariante en el tiempo.
PROBLEMA PLANTEADO:
Se requiere un sistema que permita filtrar las señales deseadas y eliminar los ruidos
que interfieren en la buena comunicación. Las comunicaciones que se están realizando
pertenecen a frecuencias entre 5 Mhz y 12 Mhz, las frecuencias que se encuentran fuera de
estos rangos se clasifican como ruidos no deseados y por lo tanto deben ser eliminados o
reducidos al máximo
El circuito se realizará mediante circuitos RLC utilizando filtros, además será
implementado y/o simulado para verificar su efectividad cuando se apliquen las frecuencias
de entrada, el diseño que el grupo realice es necesario hallar los siguientes valores:
1. Impedancia Total (con la frecuencia más alta y más baja)
2. Corriente total (A)
3. Potencia del circuito
4. Obtener el diagrama de Boden del diseño
SIMULACION FASE 1
RESISTENCIA TOTAL DEL CIRCUITO
SIMULACIONES EN DIFERENTES PUNTOS
SIMULACION CON OSILOSCOPIO
1.
Z=IMPEDANCIA y esta formada por todos los circuitos
Frecuencia 1=5mhz (mas baja)
Frecuencia 2=12 mhz (mas alta)
Z=VI
V= TensiónI= corrienteL= inductanciaC=capacidad
Z=√R2+(X 1+XC)2
R=Resistencia
X L=Reactancia Inductiva
X c=ReactanciaCapacitiva
Hallamos: Xl: ω.L
ω=2πF
F= Frecuencia
Para hallar Zt decimos:
Xl=ω.l→2 πF . l→ parahallar la frecuenciamasbaja
Xl=2 π (5mhz ) .l
Xl=10 πl
Xc= 1ω.c
= 12 πP .C
= 12π (5nhz ) . c
Xc= 110π . c
X=Xl−Xc
X=10πl−10πc
R
L
c
Z
Z1=√R2+ (10 πl−10 πc) Impedancia Total para la frecuencia más baja
Z2=para la frecuenciamas alta
Z=√R2+(X 1+XC)2
Xl=2 πF . l=2π (12mhz ) l
Xl=24 πl
Xc= 12πF .c
Xc= 124 π . c
E=Tension=V
Zt=√R2+(24 πl− 124π . c ¿)¿
2. Calculo de Corriente
I= EZT
= E
VR2+(24 π . l− 124 π .c
)↔ E
VR2+(10 π .l− 110π . c
)
3. Calculo de potencia (en cada punto)
V⃗ R=R⃗ . I⃗
V⃗ c= X⃗c . I⃗
V⃗ c=1
10πc. I⃗
R
L
c
E
V⃗ c=
110 πc
∗E
VR2+(10 π .l− 110 π .c
)
V⃗ L= X⃗l . I⃗
V⃗ L=10πl . I⃗
V⃗ L=10 πl∗E
√R2+(10 πl− 110πc
)
V max=( R⃗ . I⃗ )+(1
10πc∗E
VR2+(10 π . l− 110π . c ))+(10 πl∗E
√R2+(10πl− 110 πc ) )
Para la frecuencia baja
V⃗ R=R⃗ . I⃗
V⃗ c= X⃗c . I⃗
V⃗ c=1
24 πc. I⃗
V⃗ c=
124 πc
∗E
VR2+(24 π . l− 124 π . c
)
V⃗ L= X⃗l . I⃗
V⃗ L=24πl . I⃗
V⃗ L=24 πl∗E
√R2+(24 πl− 124πc
)
V max=( R⃗ . I⃗ )+(1
24 πc∗E
VR2+(24 π .l− 124 π . c ))+(24 πl∗E
√R2+(24 πl− 124 πc ))
Para la frecuencia alta
CONCLUSION
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Bodehttp://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Ec1181ele/Material/Circuitos%20RLC/implementacion%20filtros.pdfhttp://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Ec1181ele/Material/Circuitos%20RLC/Circuitos%20RLC.pdf