UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSUNIVERSIDAD DEL PER,
DECANA DE AMRICA
FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA, ELECTRNICA Y
TELECOMUNICACIONES
APELLIDOS Y NOMBRESN DE MATRCULA
ROS MORILLO,MARCO ANTONIOCACERES SALAZAR,JIMMY ANTHONYAGREDA
ROJAS,FELIPE GUSTAVO101902370719007410190015
CURSOTEMA
Laboratorio de Circuitos Electrnicos ICircuitos limitadores y
enclavadores con diodos
INFORMEFECHANOTA
FinalREALIZACINENTREGA
NMERO07/02/1314/02/13
3
GRUPOPROFESOR
4Ing. Luis Paretto Quispe
I. TEMA Circuitos Limitadores y Enclavadores con diodos.
II. OBJETIVOS Analizar y estudiar el comportamiento de los
diodos semiconductores como limitadores y enclavadores.
III. INTRODUCCIN TERICA
RECORTADORES
Unlimitadororecortadores un circuito que permite, mediante el
uso deresistenciasydiodos, eliminar tensiones que no nos interesa
que lleguen a un determinado punto de un circuito. Mediante un
limitador podemos conseguir que a un determinado circuito le
lleguen nicamente tensiones positivas o solamente negativas, no
obstante esto tambin puede hacerse con un slo diodo formando
unrectificador de media onda, de forma que nos vamos a centrar en
un tipo de limitador que no permite que a un circuito lleguen
tensiones que podran ser perjudiciales para el mismo.
FIJADORES O ENCLAVADORES
Una forma de onda de tensin se puede desplazar aadiendo en serie
con ella una fuente de tensin independiente, ya sea constante o
dependiente del tiempo. La fijacin es una operacin de
desplazamiento, pero la cantidad de ste depende de la forma de onda
real. En la figura se muestra un ejemplo de fijacin. La forma de
onda de entrada se encuentra desplazada al valor VB. Por tanto, la
cantidad desplazamiento es la cantidad exacta necesaria para
cambiar el mximo original ,Vm, al nuevo mximo, VB. As el circuito
de fijacin proporciona un componente de cd necesario para lograr el
nivel de fijacin deseado.
Un circuito de fijacin est compuesto de una batera (o fuente de
cd), un diodo, un capacitor y un resistor. El resistor y capacitor
se eligen de tal forma que la constante de tiempo sea grande. Es
deseable que el capacitor se cargue a un valor constante y
permanezca en ese valor durante el periodo de la onda de entrada.
Si se cumple esta condicin y se supone que la resistencia en
directo del diodo es cero, la salida es reproduccin de la entrada
con el desplazamiento adecuado. Cuando la salida trata de exceder
VB. Durante esos instantes, el capacitor se carga. Cuando se
alcanza el estado estacionario, el capacitor se carga al valor de:
Vc = Vm - VB
IV. MATERIALES
Osciloscopio.
Multmetro digital.
Generador de seales.
Fuente DC.
Transformador.
Resistencias 470 ,1K, 10 K.
Potencimetro 10 K (fija de 2,2 k).
Capacitor 0,47 uF.
Diodos: dos 1N4004 y dos 1N4148
Cables conectores (12 cocodrilo-banano, 3 coaxiales, 3 cordones
AC).
V. PROCEDIMIENTO
1. Verificar los componentes electrnicos recibidos,llenando las
Tablas a.1 y 1.b.Tabla 1.a: Resistores y Condensadores
utilizadosResistoresR1R2R3R4CapacitorC1
Terico10 K0.8 K4662.7 K Terico15 nF
Medido9.85 k 814 466 2.6 K Medido14.9 nF
Tabla 1.b: Diodos utilizados.1N40041N4148
DiodosD1D2D3D4
Directa ()535559855851
Inversa (M ) 40 M 40 M 40 M 40 M
2. Armar el circuito de la figura 1.
a. Aplicar una seal senoial con 16 Vpp observando y dibujando
las seales de entrada y salida para frecuencias de 1 KHz, 100 Hz,
10 KHz.b. Invertir la polaridad de la fuente VR y el diodo (D1) y
proceda como en la a.c. Colocar un diodo en paralelo (D2) con R1 de
10 K al circuito de la fig 1 y repetir a y b.3. Implementar el
circuito de la Fig 2
a. Aplicar las mismas seales del paso anterior observando y
dibujar las ondas de salida variando la fuente VR(tambin a 3v).b.
Invertir la polaridad de la fuente VR y el diodo, luego proceda
como en a.4. Implementar el circuito de la Fig 3
a. Aplicar una seal cuadrada de 8 V pico, observar y dibujar las
seales de entrada y salida para frecuencias de 1K Hz, 10KHz,
100KHz.b. Variar la fuente VR y repetir el paso a.c. Invertir el
diodo, manteniendo VR constante, observe y dibuje las ondas de
entrada y salida.d. Invertir el diodo y la fuente continua VR luego
procede como en a.5. Implementar el circuito de la fig 4
a. Aplicar una seal cuadradas de 8 Vpp voltios observando y
dibujando las seales de entrada y salida para frecuencias de 25
KHz, 100 KHz, 500 KHz.b. Colocar otro diodo (el 1N4148) y repetir
el paso anterior.6. Implementar el circuito de la fig 5 tratando de
sincronizar la frecuencia del generador onda cuadrada como un
mltiplo de 60 Hz, lograr la salida como muestra de la sinusoide
aplicada con el transformador (f1=180Hz, f2=300Hz, f3=420Hz,
f4=360Hz).
VI. CUESTIONARIO FINAL
1. Presentar los resultados obtenidos en el laboratorio en forma
ordenada, indicando el circuito y las observaciones a que diera
lugar.NOTA: La onda de color amarillo representa a la seal de
entrada y la onda de color celeste representa a la seal de salida
del circuitoFIGURA 1: Procedimiento 2.a:Para 1k Hz, la onda sinodal
se cort en Vr en la parte positiva.
Para 100 Hz, la onda sinodal se cort en Vr en la parte
positiva.
Para 10k Hz, la onda sinodal se cort en Vr en la parte
positiva.
Procedimiento 2.b:Para 1k Hz, la onda sinodal se cort en Vr en
la parte negativa.
Para 100 Hz, la onda sinodal se cort en Vr en la parte
negativa.
Para 10k Hz, la onda sinodal se cort en Vr en la parte
negativa.
Procedimiento 2.c (a: lado izquierdo) y (b: lado derecho):Para
1k Hz, solo se vio la parte positiva de la onda sinodal, se elimin
la parte negativa.
Para 100 Hz, solo se vio la parte positiva de la onda sinodal,
se elimin la parte negativa.
Para 10k Hz, solo se vio la parte positiva de la onda sinodal,
se elimin la parte negativa, la onda se deformo porque la
frecuencia aplicada era alta.
FIGURA 2: Procedimiento 3.aCon 1k Hz, la onda sinodal se cort en
Vr en la parte negativa. Para V=5v
Para V=3v
Con 100 Hz, la onda sinodal se cort en Vr en la parte
negativa.Para V=5v
Para V=3v
Con 10k Hz, la onda sinodal se cort en Vr en la parte negativa y
se vio la capacitancia parasita del diodo.
Para V=5v
Para V=3v
Procedimiento 3.b:Con 1k Hz, la onda sinodal solo se visualiza
hasta Vr, como se ve en la grfica. Para V=5v
Para V=3v
Con 100 Hz, la onda sinodal solo se visualiza hasta Vr, como se
ve en la grfica.Para V=5v
Para V=3v
Con 10k Hz, la onda sinodal solo se visualiza hasta Vr, como se
ve en la grfica y se vio la capacitancia parasita del diodo.Para
V=5v
Para V=3v
FIGURA 3: Procedimiento 4.a:NOTA: Al tener un condensador con
una capacitancia muy pequea, cambiamos las frecuencias a 1K, 10K y
100KHz.Para 1KHz, la onda cuadrada se desplaz.
Para 10KHz, la onda cuadrada se desplaz.
Para 100k KHz, la onda cuadrada se desplaz y se asemeja ms a la
forma de la onda cuadrada del generador.
Procedimiento 4.b:Para 1KHz, la onda cuadrada se desplaz.
Para 10KHz, la onda cuadrada se desplaz.
Para 100k KHz, la onda cuadrada se desplaz y se asemeja ms a la
forma de la onda cuadrada del generador.
Procedimiento 4.c:Para 1KHz, la onda cuadrada se desplaz hacia
arriba, como la frecuencia es baja se ve la carga y descarga del
capacitor.
Para 10KHz, la onda cuadrada se desplaz.
Para 100KHz, la onda cuadrada se desplaz hacia arriba y se
asemeja a la forma de onda de un condensador.
Procedimiento 4.d:Para 1KHz.
Para 10KHz.
Para 100KHz.
FIGURA 4: Procedimiento 5.a:Para 25KHz, se elimin la parte
negativa pero el tiempo de recuperacin del diodo es lento por eso
se ve esa cada en la imagen siguiente.
Para 100 KHz, se elimin la parte negativa pero el tiempo de
recuperacin del diodo es lento por eso se ve esa cada en la imagen
siguiente.
Para 500 KHz, se elimin la parte negativa pero el tiempo de
recuperacin del diodo es lento por eso se ve esa cada en la imagen
siguiente.
Procedimiento 5.b:Para 25 KHz, se elimin la parte negativa de la
onda, el diodo 1N4148 es mejor en altas frecuencias.
Para 100 KHz, se elimin la parte negativa de la onda
cuadrada.
Para 500 KHz, se elimin la parte negativa de la onda cuadrada y
se deformo por la alta frecuencia.
FIGURA 5:Para 180 Hz, se observaron que 3 ondas cuadradas
formaban un valle de la onda sinodal.
Para 300 Hz, se observaron que 5 ondas cuadradas formaban un
valle de la onda sinodal.
Para 420 Hz, se observaron que 7 ondas cuadradas formaban un
valle de la onda sinodal.
Para 360 Hz, se observaron que 6 ondas cuadradas formaban un
valle de la onda sinodal.
2. En qu medida los instrumentos (ORC) tienen influencia en los
circuitos, en cuanto a la distorsin de la forma de onda.La
distorsin de Onda es un efecto por el cual una seal pura (de una
nica frecuencia) se modifica apareciendo componentes de frecuencias
armnicas a la fundamental. En el dominio del tiempo, esto significa
que la forma de onda se degenera de una onda senoidal pura a una
deformada, y en el dominio de la frecuencia, la expresin matemtica
se transforma de una expresin senoidal en una onda de Fourier de
varias componentes. Cuanto mayor es la distorsin, mayor ser la
cantidad de componentes de la onda de Fourier.Un osciloscopio no es
ni cerca lo ideal como para medir distorsin. Si vemos la distorsin
en un osciloscopio, esta debe estar por sobre un 2%.
3. Explique las diferencias de lecturas encontradas con el
voltmetro y el ORC (en AC, DC)Sabemos que los valores medidos en AC
como en DC son distintos, y esto depende aun del instrumento de
medicin que se utiliza para hallar estas magnitudes.Ya sea un
instrumento como el voltmetro el cual su forma de hallar la medicin
en DC se basa en darnos el valor de la tensin que transcurre de
forma continua y es un valor fijo, entonces no hay mucha
complejidad para darnos el valor en DCEn cuanto para hallar la
medicin en AC es de manera diferente ya que estamos hablando de una
tensin variable, pero peridica, que transcurre por donde queremos
hallar la medida, es por esto que el voltmetro nos indica el valor
del voltaje eficaz (Vrms), el cual es un valor fijo inferior al
voltaje mximo pico del la tensin variableEn el caso del ORC se
puede observar que si analizamos un circuito en DC la forma de onda
vista en la pantalla, tal como se espera, es una funcin constante,
es decir, una recta de forma horizontal ya que los valores de las
tensiones se ubican en el eje vertical (eje Y) y las bases de
tiempo en el eje horizontal (eje X)Y en el caso de analizar en un
circuito AC si es de mayor utilidad el ORC ya que podremos
visualizar tanto la forma de onda, normalmente en funcin sinusoidal
(tambin hay onda pulso, onda diente de sierra), esto nos permite,
realizando un ajuste conveniente, calcular muchos valores como el
valor del voltaje pico mximo, voltaje pico a pico, la frecuencia de
la tensin aplicada o medida, el periodo, y si dependiendo del
circuito a emplear se pueden visualizar muchas formas de seal de
salida ya sea dependiendo de los componentes utilizados o de los
mismo equipos de alimentacin los cuales generas variaciones en la
respuesta de los valores a obtener.4. Identificar los controles de
operacin que se encuentran en el panel frontal del generador de
seales usado.CONTROLES, CONECTORES E INDICADORES (PARTE
FRONTAL)
1. Botn de Encendido (Powerbutton). Presione este botn para
encender el generador de funciones. Si se presiona este botn de
nuevo, el generador se apaga. 1. Luz de Encendido (Poweron light).
Si la luz est encendida significa que el generador esta
encendido.1. Botones de Funcin (Functionbuttons). Los botones de
onda senoidal, cuadrada o triangular determinan el tipo de seal
provisto por el conector en la salida principal. 1. Botones de
Rango (Range buttons) (Hz).Esta variable de control determina la
frecuencia de la seal del conector en la salida principal. 1.
Control de Frecuencia (Frecuency Control). Esta variable de control
determina la frecuencia de la seal del conector en la salida
principal tomando en cuenta tambin el rango establecido en los
botones de rango. 1. Control de Amplitud (Amplitude Control). Esta
variable de control, dependiendo de la posicin del botn de voltaje
de salida (VOLTS OUT), determina el nivel de la seal del conector
en la salida principal. 1. Botn de rango de Voltaje de salida
(Volts Outrangebutton). Presiona este botn para controlar el rango
de amplitud de 0 a 2 Vp-p en circuito abierto o de 0 a 1 Vp-p con
una carga de 50W . Vuelve a presionar el botn para controlar el
rango de amplitud de 0 a 20 Vp-p en circuito abierto o de 0 a 10
Vp-p con una carga de 50W .1. Botn de inversin (Invertbutton). Si
se presiona este botn, la seal del conector en la salida principal
se invierte. Cuando el control de ciclo de mquina esta en uso, el
botn de inversin determina que mitad de la forma de onda a la
salida va a ser afectada. La siguiente tabla, muestra esta relacin.
1. Control de ciclo de mquina (Duty control). Jala este control
para activar esta opcin. 10. Offset en DC (DC Offset). Jala este
control para activar esta opcin. Este control establece el nivel de
DC y su polaridad de la seal del conector en la salida principal.
Cuando el control esta presionado, la seal se centra a 0 volts en
DC. 1. Botn de Barrido (SWEEP button). Presiona el botn para hacer
un barrido interno. Este botn activa los controles de rango de
barrido y de ancho del barrido. Si se vuelve a presionar este botn,
el generador de funciones puede aceptar seales desde el conector de
barrido externo (EXTERNAL SWEEP) localizado en la parte trasera del
generador de funciones. 1. Rango de Barrido (SweepRate). Este
control ajusta el rango del generador del barrido interno y el
rango de repeticin de la compuerta de paso. 1. Ancho del Barrido
(SweepWidth). Este control ajusta la amplitud del barrido.1.
Conector de la salida principal (MAIN output connector). Se utiliza
un conector BNC para obtener seales de onda senoidal, cuadrada o
triangular. 1. Conector de la salida TTL (SYNC (TTL) output
connector). Se utiliza un conector BNC para obtener seales de tipo
TTL.
VII. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES Un inconveniente de este
circuito es que nos limita esa tensin a mltiplos de la tensin del
diodo usado.Debemos tener cuidado de no sobrepasar al voltaje mximo
del diodo ya sea directa o inversa para no daarlo. Para evitar esto
debemos tener en cuenta el manual de dichos dispositivos. Se
comprob que el recortador elimina parte de una forma de onda que se
encuentre por encima o por debajo de algn nivel de referencia. Al
aumentar o disminuir la fuente de voltaje continua obtenemos un
desplazamiento en el recorte de la onda sinusoidal. Para que exista
un recorte en la onda sinusoidal el valor de la fuente de la
componente continua siempre debe ser menor que el valor de la
fuente de la componente alterna. Para el circuito recortador en
paralelo tener cuidado al conectar las fuentes para evitar
cualquier error en las mediciones y cortos entre las fuentes. Que
en los casos de fijador positivo y circuito detector, en los cuales
se usan condensadores, se da que a partir de estos circuitos
rectificadores de media onda, es posible obtener una seal continua.
Esto se logra con la simple adicin a dichos circuitos de los
condensadores empleados en ellos para que funcionen como filtros.
Tener conocimientos adecuados acerca de la prctica a realizarse.
Los diodos son elementos importantes en laelectrnicaque nos rodea
hoy en da, que para su comprensin hay que estar al tanto de ciertos
conocimientos relativos a su funcionamiento y comportamiento. Antes
de usar los dispositivos debemos leer sus caractersticas en sus
manuales.
VIII. BIBLIOGRAFA
http://wikielectronica3.wikispaces.com/file/view/CIRCUITOS+RECORTADORES.pdf
http://webs.uvigo.es/mdgomez/DEI/Guias/tema4.pdf
http://books.google.com.pe/books?id=3OxAJIzn04EC&pg=PA217&lpg=PA217&dq=circuito+fijador&source=bl&ots=JenzLpzmsX&sig=dqi9tM8wAgV17Bc5gRhBLe6ON1Q&hl=es&sa=X&ei=-VMZUZyKN8Hj0gHaYHYCw&ved=0CHYQ6AEwDQ#v=onepage&q=circuito%20fijador&f=false
Teora de circuitos y dispositivos
electrnicos(Boylestad-Naschelsky)