Circuitos a Régimen Impulsivo

8/11/2019 Circuitos a Rgimen Impulsivo

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PRACTICA #4

CIRCUITOS RC A RGIMEN IMPULSIVO

1.

Objetivos

o

Disear, calcular y comprobar el funcionamiento de los circuitos integradores yderivadores a rgimen impulsivo.

o Para una frecuencia de 1KHz y



o

Para cada uno de los casos aplicar una onda cuadrada con las siguientescondiciones:

o

0 a +Vcc

o +Vcc aVcc

o Vcc a 0

2.

MARCO TERICO

2.1.

Esquemas:

o Esquema de un circuito Integrador:

o

Esquema de un circuito Derivador:


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2.2.

Clculos: Los clculos presentados a continuacin servirn para circuitos integradores yderivadores.

2.2.1.

Para una frecuencia de 1KHz y

2.2.2.


2.2.3.



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2.3.

Funcionamiento:

Circuito Derivador

Se trata de un circuito constituido por una capacidad C y una resistencia R (circuito RC), el cual

acta como un filtro pasivo para altas frecuencias, debido a que no intervienen elementos

amplificadores, como transistores o circuitos integrados, este tipo de filtro atena las bajasfrecuencias segn la frmula emprica de la derecha:

Este circuito se utiliza para detectar flancos de subida y bajada en una seal, provocando una

mayor diferenciacin en los flancos de entrada y salida de la seal que, es donde la variacin

con el tiempo (t) se hace ms notoria. Estas zonas de la seal son adems las que corresponden

a las altas frecuencias, mientras que las zonas planas estn compuestas por frecuencias ms

bajas.

Este tipo de circuitos realmente son ms conocidos como filtro RC pasivo pasa alto que, se

utiliza para filtrar las frecuencias superiores al valor especificado por la frmula anterior, se

recomienda leer eltutorial sobre filtros,si est interesado en el tema. Desde otra perspectiva

este circuito, separa la corriente continua entre circuitos ya que el condensador interrumpe el

paso de la corriente continua, dejando pasar slo el pulso correspondiente al flanco de entraday el de salida. La seal derivada puede utilizarse para disparar algn otro componente de la

cadena electrnica como puede ser un trigger (disparador).

Qu ocurre cuando se aplica un tren de impulsos a la entrada de este circuito. Cuando un pulso

de tensin, se eleva de repente de cero al mximo, la corriente que carga el condensador C, de

repente se eleva a un valor mximo tambin. En la medida que se carga C, la carga de corriente

se cae exponencialmente a cero. Ya que esta corriente de carga pasa por la resistencia R, el

voltaje a travs de la R (que es el voltaje de salida) hace lo mismo.

Por consiguiente nosotros conseguimos la forma mostrada, con el voltaje de salida que sube de

repente al mximo y a continuacin caerse exponencialmente entonces a cero. Cuando el pulsose cae a cero, se produce la descarga del condensador C. La corriente de descarga es alta en la

salida y entonces se cae exponencialmente a cero como la descarga del condensador C.

Sin embargo, dado que la corriente de descarga, est en oposicin a la direccin de la carga

actual, el voltaje por R se invertir, con lo que la forma de onda se muestra ahora por debajo de

la lnea cero. Para cada pulso, la forma de onda de salida se repite, mostrando la forma

siguiente.
http://www.hispavila.com/3ds/tutores/filtros.htmlhttp://www.hispavila.com/3ds/tutores/filtros.html


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Observe la figura anterior, podemos apreciar el efecto que ejerce el condensador C al cargarse y

la posterior descarga sobre la resistencia R, motivo por el cual la seal de salida presenta los

picos del grfico. La Ley Ohm dice que, la corriente es proporcional al voltaje y recprocamente,

el voltaje es proporcional a la corriente.

El pulso de salida es proporcional a la variacin del pulso de entrada con el

tiempo t. El circuito acta como una derivada. El circuito slo diferenciar

el pulso de entrada si la constante de tiempo es pequea comparada con

la anchura de la seal. En caso contrario el pulso pasa sin grandes

variaciones. Esto se hace patente cuando debido a malas terminaciones en los cables o a

conexiones en mal estado se generan circuitos RC accidentales, apareciendo situaciones como

las de la figura de la derecha.

La carga elctrica (i) empieza a almacenarse en el condensador (C) cuando el voltaje se aplica a

la entrada. La corriente elctrica que fluye en el condensador, como la carga elctrica se

almacena en decrementos. La corriente elctrica que fluye a travs del condensador (C) y la

resistencia (R) se calcula por lo siguiente frmula:

i = (V/R)e-(t/CR)


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Donde: i : La corriente elctrica (A) que cambia en el tiempo

V : El voltaje (V) aplicado

R : El valor de resistencia (W ohms)

C : El valor del condensador (F)

e : La base del logaritmo natural (2.71828)

t : El tiempo de retardo despus del inicio (sec)

CR : La constante de tiempo del condensador ( C x R)

Los cambios de tensin que aparece a extremos de la resistencia (R) se deduce en la frmula

siguiente.

iR = V[e-(t/CR)

]

Es como se muestra en la frmula que sigue sobre el grfico.

El clculo exponencial puede calcularse mediante la operacin Exp, con la aplicacin que nos

ofrece la calculadora electrnica de nuestro equipo (la funcin calculadora electrnica) en caso

de Windows95 o mayor.

Circuito Integrador

El integrador ms simple consta de una resistencia R y un condensador C, en este caso se trata

de un filtro pasivo pasa bajos, como se muestra en la imagen siguiente.

Que ocurre al aplicar un tren de impulsos. Cuando llega un pulso de entrada se eleva

rpidamente al mximo cargando el condensador C exponencialmente debido a la resistencia R,

lo cual deforma el pulso de entrada como se muestra en la forma de onda inferior. Cuando el

pulso de entrada se cae de repente a cero, se descarga exponencialmente el condensador C a

cero a travs de la resistencia R. El proceso se repite para cada pulso de entrada que, dar la

forma de onda de salida mostrada.


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3.

LISTA DE MATERIALES:

3.1.

Herramientas

o Pinza

o Cable Multipar 60cm

o Resistencia de 1K

o 1 Capacitancias 10nF

o Protoboard

o

Memoria SD

o 3 Sondas sin atenuar

3.2.Equipos:o

Generador de Funciones

o

Osciloscopio Digital

4.

DESARROLLO

4.1.

Esquemas y Simulaciones:

Circuito Integrador para una frecuencia de 1KHz y

deVcc a +Vcc


deVcc a 0v


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de 0 a +Vcc


deVcc a +Vcc


8/20


deVcc a 0v


de +Vcc a 0v


deVcc a +Vcc


9/20


deVcc a 0v


de +Vcc a 0v

Circuito Derivador para una frecuencia de 1KHz y

deVcc a +Vcc


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deVcc a 0v


de 0 a +Vcc


deVcc a +Vcc


11/20


deVcc a 0v


de +Vcc a 0v


deVcc a +Vcc


12/20


deVcc a 0v


de +Vcc a 0v

4.2.

Tablas y mediciones

Tabla 1 T


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14/20

4.3.

Graficas obtenidas del osciloscopio

Ilustracin 1 Derivador T>TAO -Vcc +Vcc

Ilustracin 2 Derivador T>TAO 0 a Vcc

Ilustracin 3 Derivador T>TAO -Vcc a 0v


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Ilustracin 4 Derivador T=TAO Vcc a o

Ilustracin 5 Derivador T=TAO -Vcc a 0v

Ilustracin 6 Derivador T=TAO -Vcc a +Vcc


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Ilustracin 7 Derivador T


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Ilustracin 10 Integrador T


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Ilustracin 13 Integrador T=TAO 0v a Vcc

Ilustracin 14 Integrador T=TAO -Vcc a +Vcc

Ilustracin 15 Integrador T=TAO +Vcc a 0v


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Ilustracin 16 Integrador T>TAO -Vcc a 0v

Ilustracin 17 Integrador T>TAO -Vcc a +Vcc

Ilustracin 18 Integrador T>TAO +Vcc a 0v


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5.

Conclusiones:

Al finalizar la prctica hemos visto los diferentes tipos de ondas en la salida de los circuitos, ya

sea derivador como integrador. Entre estos dos circuitos existe una diferencia la misma que se

ve traducida en las grficas de las simulaciones y las imgenes del osciloscopio donde se ve

claramente que en los circuitos integradores existe una forma de onda diferente, a la de losderivadores en donde los integradores se ve una onda de carga del condensador en donde

dependiendo de si el periodo es menor, mayor o igual a cinco tao se cargar de una manera

incompleta, justa y rpida respectivamente.

Para los circuitos derivadores lo contrario de los anteriormente mencionados representa la

descarga del condensador que funciona de la misma forma de los integradores pero en estos

existe un pico de voltaje mayor al de ingreso que es propiamente de la funcin cuadrada que

se le aplica a el circuito.

6.

Conclusions:

At the end of practice we have seen different types of waves in the output of the circuits,

either as an integrator shunt. Between these two circuits there is a difference the same as has

been transformed into the graphs of the simulations and the oscilloscope images clearly

showing that integrated circuits there is a different waveform, the derivatives

where integrators is a capacitor charging waveform where depending on whether the period is

less than, greater than or equal to five tao be charged in an incomplete manner, fair and

expeditious respectively.

For branch circuits opposite of the above represents the discharge of the capacitor that

works the same way as integrators but in these there is a voltage spike higher than

actual income, which is a square function is applied to the circuit .

7.

BIBLIOGRAFA

Filtros pasivos - Electronica2000.net

Filtros R, L Y C Para Circuitos Electricos - Ensayos - 23Lencho

Materia de Electrnica Analgica I

www.sonepsyn.cl/index.php?id=2696

a100ciacierta.com/2011/03/20/el-gen-impulsivo
http://www.google.com/#hl=es&source=hp&biw=1360&bih=667&q=filtro+elimina+banda+resistivo+y+capacitivo&btnG=Buscar+con+Google&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=9dd51ce3ad0ea039http://www.buenastareas.com/ensayos/Filtros-R-L-Y-C-Para/1454643.htmlhttp://www.sonepsyn.cl/index.php?id=2696http://www.sonepsyn.cl/index.php?id=2696http://www.buenastareas.com/ensayos/Filtros-R-L-Y-C-Para/1454643.htmlhttp://www.google.com/#hl=es&source=hp&biw=1360&bih=667&q=filtro+elimina+banda+resistivo+y+capacitivo&btnG=Buscar+con+Google&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=9dd51ce3ad0ea039

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