8/12/2019 INFORME 1_ Fuente de Corriente

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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA , ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto

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RESUMEN: En el presente informe se encuentra el

desarrollo y la implementación de una fuente de corriente elcual tiene la capacidad de amplificar tensiones y convertirlasen corriente.

PALABRAS CLAVE: Amplificadores,

1 OBJETIVO

Diseñar e implementar una fuente de corriente queentregue 100 [mA] de amplitud en una carga de 200[Ω].

2 DISEÑO DEL CIRCUITO

El diseño en el que se basa este circuito esla fuente de corriente howland para la cualse requiere solo una configuración deresistencias que es básica. El amplificadoroperacional que se utiliza para el montaje de

esta práctica tiene que ser uno que soportesalidas de corriente elevadas.

2.1 Selección de Opam:

Referencia CMRR(db) Io(mA)

LM675 90 200

LM741 95 25

OPA549 95 500

Tabla 1. Comparación de datasheets de los dispositivos.

El parámetro más importante que debetenerse en cuenta para la selección delopam es la corriente de salida, el CMRR esun factor secundario a la hora de selección.Teniendo en cuenta los parámetros que seobtienen de los datasheets el opam quesatisface estos parámetros con mayor rangoes el OPA549.

Es necesario hacer la comparación de lassimulaciones entre los dos amplificadoresque son capaces de cumplir con estosrequerimientos, en este caso el OPA549 y elLM675.2.2 Diseño preliminar

Para cumplir con los requerimientos dediseño se debe obtener una corriente en laresistencia de carga de 200 [Ω] de 100[mA] auna frecuencia de 2[kHz].

El esquema de la fuente de corrienteHowland es el siguiente:

Figura 1. Fuente Howland.

La fuente de corriente Howland tienebásicamente la configuración de un

amplificador inversor cuya ganancia quequeremos es de 20. Ya que la resistencia decarga es de 200[Ω] y la corriente que sedesea es de 100[mA], podemos asumirresistencias que me den el valor de gananciaque quiero.

PRACTICA No.1FUENTE DE CORRIENTE

Pedro Pablo Mateus 2052138, Haider Navarro2083203.

Presentado a: ING. Javier Mier.

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3 Simulaciones

3.1 Esquemático:

Figura 2. Esquema de la simulación.

3.2 Resultados de la simulación:

Se realizó la simulación del montaje de lafigura 2 para dos tipos de amplificadoresoperacionales sin modificar los valores de lasresistencias para el cual se usó una fuente

de corriente de 1[V] de amplitud ypolarización dual de 25[V].

1. Para el OPA549

Figura 3. Señal de salida de tensión para una carga de200[Ω].

Figura 4. Señal de salida de corriente para una carga de200[Ω].

Figura 5. Señal de salida de tensión para una carga de100[Ω].

Figura 6. Señal de salida de corriente para una carga de100[Ω].

2. Para el LM675

Figura 7. Señal de salida de corriente para una carga de200[Ω].

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Figura 8. Señal de salida de tensión para una carga de200[Ω].

Figura 9. Señal de salida de corriente para una carga de100[Ω].

Figura 10. Señal de salida de tensión para una carga de100[Ω].

3. Tabla de comparación de resultados

de las simulaciones:

Referencia Carga[Ω] Vout[V] Io[mA]

OPA549 100 20 200

200 20 100

LM765 100 11.929 119.29

200 11.931 59.64Tabla 2. Comparación de resultados de simulación de los

amplificadores OPA549 y LM765.

Se puede ver que claramente la señal detensión a la salida no varía significativamentesi se cambian las resistencias que es lo quese desea que haga este diseño.

Claramente el amplificador operacional LM765 no cumple con lo que se desea obtenerpor dicho motivo se descarta estedispositivo.

4. Resultados del montaje práctico:

Los resultados que surgen de lassimulaciones sugieren que el elemento aescoger sea el OPA549. El montaje se

realizó con una señal de 2 [Vpp] y unafrecuencia de 2[kHz].El resultado que se obtiene es el siguiente:

Figura 11. Señal de salida de tensión en la resistencia de200[Ω] (Azul).

En el osciloscopio no se pueden ver lasseñales de corriente en su defecto se mide latensión de salida y se divide en el valor de la

resistencia para obtener la corriente desalida.

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5. Calculo de errores:

Compararemos los resultados de lasimulación con los del montaje.

Carga[Ω] Vout[Vpp]simulado

Vout[Vpp]medido

200 20 21.2Tabla 3. Comparación entre los datos simulados y los

obtenidos.

Como se pudo referenciar anteriormente amedida que se cambian las resistencias enla carga, los valores de tensión no cambian

significativamente y procedemos a hallar elporcentaje de error.

6. Conclusiones En los resultados consignados en la

tabla 2 se ve que para los dosamplificadores operacionales la salidaes completamente distinta, lo que haceque se pueda descartar uno de losdispositivos dejando como elemento autilizar en el montaje el OPA549 ya quees el mejor de los que se analizaron.

En el momento de realizar el montaje,para que el dispositivo funcionara no fuenecesario polarizar el dispositivo a los25 [V] como se había hecho en lasimulación lo que disminuye lasperdidas por disipación por calor ydisminuye el porcentaje de error.

7. Referencias

Circuitos microelectronicos. Sedra Addel s,Smith Kenneth C.

http://www.circuit-fantasia.com/circuit_stories/understanding_ci

rcuits/current_source/howland_current_source/howland_current_source.htm