INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESIME ZACATENCO

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESIME ZACATENCO

ELECTRONICA LINEAL

Atenuador compensado en frecuenciaPractica 2

Fecha de inicio de la práctica: 05/03/13

Fecha de finalización de la práctica: 19/03/13

Fecha de entrega del reporte: 02/04/13

Nombre del profesor: Ing. Gabriel Vega Reyes

Grupo: 6CM10

Numero de equipo: 2

A)OBJETIVOS: Familiarizarse con el equipo y con las técnicas de medición,

como: Medir el factor de atenuación en función de la frecuencia Medir la impedancia de entrada en función de la frecuencia Medir el desfasamiento de la señal de salida respecto a la

entrada en función de la frecuencia Reconocer cuando un A.C. en F., está bien compensado

Y para un filtro pasa bajas:

Medir el factor de atenuación, defasamiento entre señales en función de la frecuencia, así como también como la frecuencia decorte superior

B) FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO:

Un atenuador es un circuito generalmente pasivo el cual reduce elnivel de la señal de entrada a la cantidad deseada.

Uno de los tipos más simples de atenuadores en el tipo L, o conocidocomo divisor de voltaje.

El divisor de voltaje es comúnmente usado en los pasos de entrada deinstrumentos de medición para prevenir señales grandes que puedansobrecargar al instrumento.

B)DISEÑO Y ANALISIS:

Enunciado del problema

Para cumplir con este punto se debe llevar armado al laboratorio, el circuito mostrado en la figura 1, haber calculado el factor de atenuación K y de la figura 2, el factor de atenuación y la frecuencia de corte superior

Figura 1.- Atenuador Compensado en Frecuencia

Figura 2.- Filtro pasabajas

Cálculos de la figura 1Averiguando si esta compensado tenemos la siguiente condición de balance

RCCent=R1C1

RC=(1.2x103 ) (12x103 )

(1.2x103 )+(12x103 )=14.4x106

13200=1090.909Ω

1090.909 (.01×10−6 )=10×103(.001×10−6)

1.090909×10−5=1×10−5

Por lo tanto varía por unidades mínimas.

FRECUENCIA DE CORTE DEL CERO

fcc=1

2πR1C1

=1

2π (10×103 )(.001×10−6)=15.91549Khz

FRECUENCIA DE CORTE DE POLO

fcp=1

2π(R¿¿1‖R2‖Rent)(C1+Cent)¿

Rpar1=10×103(1.2×103)

(10×103)+(1.2×103)=1.07×103Ω

RparT=1.07×103(1.2×103)

(1.07×103)+(1.2×103)=.98×103Ω

fcp=1

2π (.98×103 )((.001×10−6 )+(.01×10−6))=14.7639Khz

A)DESARROLLO DEL EXPERIMENTO:

1.-Para el A.C. en F. de la figura 1: obtener la grafica del factorde atenuación en función de la frecuencia (variar esta hasta lamáxima que proporciona el generador). Para la grafica preparar unatabla que muestre las siguientes variables (Vent, Vsal, K, Kdb)contra frecuencia.

TABLA DE DE MEDICIONES ATENUADOR COMPENSADO EN FRECUENCIA

No. Frecuenci V Voltaje de k K(dB) ∅(°)

DeMedicion

a (KHZ) entrada(Vp)

salida(mV)

1 .100 1 104 .098 -20.17 02 .500 1 104 .100 -20 03 1.5 1 104 .120 -18.41 24 2.5 1 104 .150 -16.47 45 5.6 1 104 .188 -14.51 66 10.6 1 100 .379 -8.42 9.47 11.13 1 100 .384 -8.31 13.28 12 1 100 .395 -8.06 15.39 13 1 100 .408 -7.786 17.5610 14 1 92 .416 -7.618 24.8911 14.5 1 92 .416 -7.618 25.7812 15 1 92 .416 -7.618 13.7013 15.6 1 92 .416 -7.618 13.7014 16.1 1 90 .416 -7.618 13.7015 17 1 84 .416 -7.618 12.416 32.2 1 88 .416 -7.618 6.717 100 1 80 .417 -7.597 018 400 1 76 .418 -7.576 019 700 1 72 .418 -7.576 020 900 1 52 .418 -7.576 0

2-Obtener la grafica de impedancia de entrada en función de lafrecuencia variando esta para todo el rango que proporcione elgenerador. Preparar tabla que muestre las variables (Vg, Vent=1/2 Vg,Zent) contra frecuencia.

No. DeMedicio

n

Frecuencia (KHZ)

V generador(Vp) Vent=

12Vg Impedancia

(KΩ)

1 .100 1 .5 6

2 .500 1 .5 5.43 1.5 1 .5 54 2.5 1 .5 4.75 5.6 1 .5 3.86 10.6 1 .5 27 11.13 1 .5 1.98 12 1 .5 1.89 13 1 .5 1.710 14 1 .5 1.611 14.5 1 .5 1.5412 15 1 .5 1.513 15.6 1 .5 1.514 16.1 1 .5 1.4715 17 1 .5 1.416 32.2 1 .5 1.317 100 1 .5 0.5618 400 1 .5 0.3419 700 1 .5 0.2220 900 1 .5 .067

Analizando

si Vent=Zent

Rv+ZentVg

Vent=12Vg

12Vg= Zent

Rv+ZentVg

12

(Rv+Zent)=Zent

12Rv+

12Zent=Zent

12Rv=

−12Zent+Zent

12Rv=

12Zent

Rv=Zent

Comentario: Se observa que la resistencia variable es igual a nuestraimpedancia de entrada.

3.- Mida el desfasamiento que existe entre la señal de salida y laseñal de entrada en función de la frecuencia, variándola igualmentepara todo el rango que proporcione el generador. Preparar una tablaque muestre la medición de (Np, NΦ,Φ0) contra frecuencia.

Para este caso se utilizo otro método ya que nos auxiliamos de loscursores en el cual uno se tomo de referencia respecto a la señal deentrada y con el otro se media hasta donde se observaba eldesfasamiento con respecto a la señal de salida el cual se obtuvouna ∆t.

Diseñando la siguiente tabla

No. Medicion

FRECUENCIA

PERIODO(us) (°)EQUIVALENTES

T=1f

∆t(us) ∅°

1 .100 10000 360 0 02 .500 2000 360 0 03 1.5 660 360 3.7037 24 2.5 400 360 4.4444 45 5.6 178.57 360 2.9762 66 10.6 94.34 360 2.4633 9.47 11.13 89.847 360 3.2944 13.28 12 83.333 360 3.5417 15.39 13 76.923 360 3.7521 17.5610 14 71.429 360 4.9385 24.8911 14.5 68.966 360 4.9387 25.7812 15 66.667 360 2.537 13.70

13 15.6 64.103 360 2.4395 13.7014 16.1 62.112 360 2.3637 13.7015 17 58.824 360 2.0261 12.416 32.2 31.056 360 .57798 6.717 100 10 360 0 018 400 2.5 360 0 019 700 1.4286 360 0 020 900 1.1111 360 0 0

El desfasamiento se obtuvo de la siguiente manera:

SiT→360°

∆t→x

Como ejemplo para la frecuencia de 1.5 Khz tenemos que :

660×10−6→360°

3.7037×10−6→x

x=2°

4.-observar que pasa cuando se emplea un C1 mayor y menor alcalculado teóricamente, para ello excitar al atenuador con un tren depulsos cuadrados

C1=RcCent

R1

Sabemos que Rc=R2RentR2+Rent

RC=(1.2x103)(12x103)(1.2x103 )+(12x103)

=14.4x10613200

=1090.909Ω

C1=1090.909(0.01x106)

10x103=1.090909x10−9=.001µFd

¿Qué pasa cuando se ocupa un capacitor mayor al calculado?

Se observa que la señal se atenúa

R1

10kΩ R21.2kΩ

R312kΩ

C1.01µF

C2

.01µF

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _V2-1 V 1 V 0.5m sec 1m sec

¿Qué pasa cuando el valor del capacitor disminuye?

R1

10kΩ R21.2kΩ

R312kΩ

C1.01µF

C2

.0001µF

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _V2-1 V 1 V 0.5m sec 1m sec

Se observa que también la señal se atenua

5.-Empleando el circuito de la figura 2, realizar los puntos 1 y 3para que estas graficas se obtengan de la frecuencia de cortesuperior del circuito

RESUMEN DE MEDICIONES

De los valores calculados, medidas realizadas y simulados, llenar latabla siguiente y concluir:

CALCULO TEORICO MEDICION PRACTICA

POR SIMULACION

FACTOR DE ATENUACION EN LA BANDA DE PASO kFACTOR DE ATENUACION EN LA BANDA DE PASO DE DECIBELES KdbFRECUENCIA DE CORTE SUPERIOR (fca)

SUGERENCIAS DE MEDICION

A.-El chequeo la compensación del atenuador puede observarse aplicando pulsos cuadrados a la entrada del circuito, observando la salida con en el osciloscopio siendo la distorsión que introduce este

B-Con un osciloscopio de doble trazo se mide el factor de atenuacióndel A.C. en F.; esto se lleva acabo con un canal que se conecta a laentrada del atenuador para muestrear la señal de entrada cuando sevaría la frecuencia del generador de funciones y ajustar su nivel deamplitud si esta disminuye. El otro canal (trazo) se conecta a lasalida del circuito (atenuador)

Arreglo para medir el Factor de Atenuación

c-Para medir el defasamiento entre las señales de entrada y salida de A.C. en F., se realizan los siguientes pasos:

1- Emplear el osciloscopio como doble trazo 2- Conectar la señal de entrada al canal 1 y la de salida al canal

2 y estabilizarlas3- Para una mejor visualización modificar os valores de las escalas

verticales para tener una mejor resolución de la señal, sin importar que se elimine la calibración.

4- acomodar la señal del generador de funciones para que aparezca un periodo completo en las 10 divisiones horizontales.

D-Para medir la impedancia de entrada se realiza lo siguiente: entre el generador y la entrada del A.C. en F., se conecta una resistencia variable(potenciómetro). Ahora se mide con un canal del osciloscopio, el voltaje proporcionado por el generador y con el otro el voltaje a la entrada del A.C. en F.; estas mediciones se realizan variando la frecuencia de la señal del generador; se puede utilizar el siguiente circuito:

Como la corriente en un circuito serie es la misma, se tiene;

i=Vg

Rv+Zent----1

Vent=ixZent

Vent=Zent

Rv+ZentVg

Que es la fórmula de la regla del divisor de voltaje. Observar

que cuandoVent=12Vg, se tiene Rv=Zentque es lo que se busca

NOTA: La medición de la frecuencia de corte en una grafica de respuesta en frecuencia “es la frecuencia donde la ganancia o atenuación decae 0.7071 del valor pasabanda; esto también equivale a decir, un decaimiento de (-3db)”Y para determinarla en un sistema (amplificador), se procede a:-Medir la atenuación o ganancia donde la respuesta en frecuenciase considera constante (pasabanda)-Disminuir la frecuencia hasta que la amplitud decae a 0.7071 desu valor constante o pasabanda, llamando a esa frecuencia, frecuencia de corte en bajas-Aumentar la frecuencia hasta que la amplitud decae 0.7071 de suvalor constante o pasabanda y es la frecuencia de corte en altas

Una vez realizados los pasos anteriores, ya que se handeterminado las frecuencias de corte en bajas y altas, se restanpara obtener el ancho de banda del sistema (amplificador); silos resultados son los esperados se podrán hacer mediciones defrecuencia lo más próximas posibles, para obtener una mejorresolución y facilitar el trazo de la gráfica.

B)RESUMEN DE CONCLUSIONES:

F) BIBLIOGRAFIA: análisis y aplicaciones de circuitos electrónicos volumen 1