UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADEscuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga - 243006, Amplificadores - 201425 HOJA DE RUTA GUIA PARA EL DESARROLLO DEL COMPONENTE PRÁCTICO DE LOS CURSOS ELECTRÓNICA ANÁLOGA - 243006 (4) CRÉDITOS. AMPLIFICADORES - 201425 (2) CRÉDITOS. Estimado estudiante debido a que el Amplificadores 201425 es equivalente al curso Electrónica Análoga 243006 se ha creado una única guía integrada de experimentos para el desarrollo de prácticas de laboratorio in-sito, en la que usted debe identificar según el curso que matriculo los experimentos a desarrollar. En la siguiente tabla se ilustra detalladamente los experimentos por curso: Electrónica Análoga - 243006 Amplificadores - 201425 Experimentos del 1 al 7 Experimentos del 5 al 7 La dinámica es la siguiente: 1. El estudiante debe inscribirse para realizar las prácticas a través del aplicativo de oferta integrada de laboratorios en campus virtual. 2. Es necesario que el estudiante verifique los componentes electrónicos solicitados en los experimentos, en caso tal que amerite la realización de cálculos previos por favor darle cumplimiento, con el fin que puedan adquirir los elementos antes de ir al centro a realizar la práctica. 3. El producto esperado es la asistencia participación y un informe final en formato IEEE que el estudiante debe entregar a su tutor de prácticas antes del 16 de Junio de 2016. 4. El tutor de prácticas de laboratorio asignado en el centro orientara y evaluara el desempeño del estudiante. El tutor deberá reportar la calificación final antes del 26 de Junio de 2016. 5. Los estudiantes que se les haga imposible asistir a las prácticas (in-sito presencial) deben informar al director del curso con soportes de justa causa la razón por la cual no podrán asistir, para que este le autorice la realización de la práctica de manera autodirigida. En este caso el estudiante no debe inscribirse en el aplicativo de la oferta integrada. El plazo para informar lo anterior es de 10 días luego de iniciado el periodo académico. http://www.unad.edu.co/ 243006. Para el desarrollo de los experimentos en in-sito el estudiante debe llevar a la práctica: Todos los componentes electrónicos de cada circuito.243006 Amplificadores . (incluir cables) Generador de señal. Los equipos que el tutor debe solicitar en el centro para el desarrollo de esta guía de laboratorio se listan a continuación: Multímetro.unad. No.1 circuito rectificador de media onda http://www. Amplificadores .co/ . 7.201425 6. (incluir cables) Peso evaluativo: Electrónica Análoga . Osciloscopio (incluir puntas de prueba).201425 175 puntos 125 puntos EXPERIMENTO No. Protoboard.edu.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . Pinza y corta frio. Fuente de poder regulada variable.1: EL DIODO RECTIFICADOR Fig. Cables de conexión. 1 Anexar imagen de la señal resultante en R1.2 Realizar la prueba del circuito Transistor BJT NPN Emisor Común incluya en el informe los valores medidos de Voltaje y Corriente con el multímetro. Completar la siguiente tabla: VC RC IB VB RB PD 2.201425 1.1Dadas las formulas: VCE = VC Beta = IC / IB IB= (VBB – VBE) / RB PD= VCE * IC Dado el circuito Transistor BJT NPN Emisor Común: Figura No.co/ . ¿Que concluye luego de la prueba del circuito? EXPERIMENTO No. http://www.2: EL TRANSISTOR BJT 2.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .243006.unad.edu. Amplificadores .3 Circuito Transistor BJT con polarización en Emisor común. VP RD = (VCC – VD) / ID RS = VGS (off) / IDSS RG≫ 500 KΩ VGS = . De catálogo Tememos: IDSS puede Variar de 2mA a 20mA… para nuestro diseño Tomaremos IDSS=16mA y VGS (off) = -8V Dadas Las Formulas: VGS (off) = .co/ . Se debe polarizar el Amplificador en un punto Q llamado también punto estable para que el JFET logre amplificar linealmente la señal.201425 EXPERIMENTO No. Basándonos en las características de transferencia del JFET 2N3819 optamos por elegir los siguientes parámetros para el diseño: Dónde: ID= 3mA.unad. Amplificadores .edu.3: EL FET. un ejemplo de esto es la radio FM.4 Circuito Amplificador de RF con JFET http://www.ID∙ RS AV = -Gm∙ RD Gm = ID / VGS Zo ≈ RD Figura No. AMPLIFICADOR DE RF CON JFET Los amplificadores de RF son usados para restaurar señales débiles que son captadas por una antena en los diferentes circuitos de transmisión y recepción de información.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . VD= 10V y VCC= 20V.243006. Construir en el simulador el siguiente amplificador con JFET que supondremos se aplicara para restaurar la baja amplitud de la señal recibida por la antena de un receptor de radio FM cuyas frecuencias de operación se ubican en la banda de VHF. 3. a cuyos extremos se aplica una fracción de la tensión que ha de estar presente en la carga.6 ¿Es ID = IS? ¡Justifique su respuesta! EXPERIMENTO No.5 ¿Cuál es la función de los capacitores C1 y C2 en el circuito? 3. La propia naturaleza de la red R-C introduce un desfase variable entre 0° y 90° respecto de la tensión aplicada.4: El TIRISTOR.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . CONTROL DE FASE DE MEDIA ONDA Cuando se pretende desarrollar un control del ángulo de encendido del SCR partiendo de la misma tensión que alimenta a la carga. La señal de control. variable en fase y amplitud por la acción de P1 se extrae en extremos de C y se aplica entre puerta y cátodo a través de la resistencia limitadora R2 y el diodo D1 que previene la descarga de C durante los semiciclos negativos. 3.2 Simular en análisis transitorio utilizando el programa Spice Student dibujando al menos 3 ciclos de la señal de 80 MHz de frecuencia generada por Vin.co/ . En el circuito de la figura 5 la red desfasadora está formada por R1 + P1 y C. La configuración más sencilla para conseguirlo se puede materializar utilizando una red desfasadora serie R-C. Amplificadores . incluir pantallazo de gráficas de la señal de entra y la de salida.3 Porque no es posible usar un osciloscopio común para visualizar la señal de entrada y salida del anterior circuito. es preciso recurrir a circuitos capaces de retardar la señal de disparo durante un intervalo regulable mientras transcurre todo el semiciclo de conducción del dispositivo. que tiene aplicada la tensión presente entre ánodo y cátodo del SCR. pudiéndose conseguir con una adecuada relación de valores resistenciacapacidad un control pleno de la corriente por la carga entre los 0° y prácticamente los 180°.4 ¿Cuál es el tipo de Polarización aplicada al JFET del Circuito? 3.201425 3.edu.1 Completar luego de los cálculos La Tabla: RS RD RG VGS Gm AV 3.243006.unad. http://www. edu.ángulo de disparo ⱷt1 http://www.2.201425 En el análisis del funcionamiento del control debe tenerse presente que cuando el valor de la reactancia que presenta C es mucho mayor que el de la resistencia serie asociada con éste R1 + P1 (P1 al mínimo). ¿Qué sucede cuando la resistencia disminuye? 4.243006. Amplificadores .1.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .5 Circuito rectificador controlado de media onda.4 Calcule los ángulos de disparo y conducción para al menos 6 valores distintos de P1 Registrar los valores en una tabla.co/ . Emplear la siguiente ecuación: Ángulo de conducción ⱷt2 = 180º . el circuito se comporta como capacitivo. 4. ¿Para qué valor de P1 la potencia entregada a la carga es la mitad de la potencia máxima? 4. Figura No.3.unad. la conducción del SCR se produce casi al inicio de cada semiperiodo positivo. la tensión que se extrae del condensador es máxima y se puede considerar en fase con la tensión aplicada. Observar la tensión de salida para diferentes valores del potenciómetro P1. Realizar el montaje y prueba del circuito de la Figura 5. Usar multímetro para medir tensiones y el osciloscopio para graficarlas 4. Amplificadores .5 EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL Los amplificadores operacionales. Un amplificador operacional puede ser conectado en lazo cerrado como un amplificador inversor o como un amplificador no inversor.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . Donde A Realice el montaje y prueba del circuito amplificador inversor teniendo en cuenta los siguientes datos: http://www.201425 EXPERIMENTO No.co/ . la señal de salida está desfasada 180° con respecto a la señal de entrada. A continuación examinaremos los siguientes circuitos: AMPLIFICADOR INVERSOR R Vout 2 Vin R1 R2 es la ganancia o función de transferencia del amplificador R1 inversor el signo – indica la inversión de 180° de la fase en la señal de salida. introducidos oficialmente al mercado a mediados de la década de 1960.unad. tanto análogos como digitales.edu. Prácticamente todos los montajes prácticos con amplificadores operacionales están fundamentados en estas dos configuraciones. mientras que en el segundo las dos señales están en fase. son dispositivos de estado sólido extremadamente versátiles y fáciles de usar que se emplean como bloques constructivos básicos de en gran variedad de circuitos electrónicos.243006. En el primer caso. 1.) 5. R1 = 10 kΩ y R2 = 20 kΩ. El valor de la fuente que alimenta al uA741 es ± 9 Volts DC. ¿Coincide con el valor de Vout medido? 5.201425 Señal senoidal de entrada Vin =200mV de amplitup pico. R1 = 10 kΩ y R2 = 20 kΩ. 5. (Anexe las gráficas resultado de la simulación al informe.co/ . a una frecuencia de 1khz sin componente DC (Offset = 0).1.1 Usando el osciloscopio visualice la señal de entrada y salida. Realice el montaje y prueba del circuito amplificador no inversor teniendo en cuenta los siguientes datos: Señal senoidal de entrada Vin =200mV de amplitup pico.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .unad.2 Calcule teóricamente el voltaje de salida Vout. Use el amplificador operacional llamado uA741.3 ¿Que concluye luego de cambiar el valor de R2 a 50kΩ? AMPLIFICADOR NO INVERSOR R Vout 1 2 Vin R1 Donde A 1 R2 es la ganancia o función de transferencia del amplificador no R1 inversor. a una frecuencia de 1khz sin componente DC (Offset=0).1. Amplificadores . http://www.edu.243006. Montar el siguiente circuito: 5. (Anexe las gráficas resultado de la simulación al informe.1 Usando el osciloscopio visualice la señal de entrada y salida. 5. ¿Coincide con el valor de Vout medido? 5.2 Calcule teóricamente el voltaje de salida Vout. también puede convertir una forma de onda en la equivalente a la derivada de la misma.243006.unad. Amplificadores .2. El valor de la fuente que alimenta al uA741 es ± 9 Volts DC.3. http://www.201425 Use el amplificador operacional llamado uA741.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . como por ejemplo la extracción de bordes de ondas cuadradas.edu.3 ¿Que concluye luego de cambiar el valor de R2 a 50kΩ? CIRCUITO DIFERENCIADOR Este circuito tiene aplicaciones interesantes.2.co/ .1 ¿Cuál es la forma de onda que presenta la salida R2? (Anexar grafica visualizada en el osciloscopio).) 5.2. ¿Cuál es el efecto producido? 5.edu. 5.unad.1 ¿Cuál es la forma de onda que presenta la salida? (Anexar grafica visualizada en el osciloscopio).4 Con el generador de funciones aplique ahora una onda triangular de 1Vp 1Khz de frecuencia.3.4.243006.3.3 Con el generador de funciones aplique ahora una onda cuadrada de 1Vp 1Khz de frecuencia. ¿Cuál es el efecto producido? 5.3 Con el generador de funciones aplique ahora una onda cuadrada de 1Vp 1Khz de frecuencia.4.2 Mida la diferencia de fase que existe entre la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada. 5.2 Mida la diferencia de fase que existe entre la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada.4.co/ .201425 5. Amplificadores .5 ¿Porque es recomendable usar la resistencia Rin? CIRCUITO INTEGRADOR Montar en el simulador el siguiente circuito: 5. 5. ¿Cuál es el efecto producido? http://www.3.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .3. 243006.4. ¿Cuál es el efecto producido? EL SEGUIDOR DE VOLTAJE Vout Vin Circuito A vs Circuito B 5.4 Con el generador de funciones aplique ahora una onda triangular de 1Vp 1Khz de frecuencia. ¿Que concluye? 5.5. ¿Qué sucede? http://www.5.5.3 Realice el montaje del siguiente circuito cambiando el valor de la resistencia de carga 100Ω por una de 50Ω.co/ .201425 5. Amplificadores .2 Ahora Observe el siguiente circuito donde se le agrega al divisor de voltaje anterior un amplificador operacional configurado como seguidor de voltaje.edu.1 Observar y comparar los circuitos A y B ¿Que concluye? 5.unad.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . Amplificadores .unad. 6.6 FILTROS ACTIVOS FILTRO PASABAJAS DE SEGUNDO ORDEN 6.co/ .UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .201425 EXPERIMENTO No.2 Fije el generador a 100 Hz.1 Monte el circuito de la siguiente figura. http://www. el Amp Op es el uA741.1.edu.243006. Ajuste el nivel de la señal para obtener 1Vpp en la salida del filtro.1. el Amp Op es el uA741.3 Mida y anote el voltaje de entrada pico – pico. 6. 6. Anote los datos en la tabla. 6.2 para las frecuencias restantes de la tabla.co/ . Amplificadores .2.4 Cambie la frecuencia a 200 Hz.1.5 Repita el paso 2.unad.243006. Ajuste el nivel de la señal para obtener 1 Vpp en la salida del filtro.2.7 Mida y registre la frecuencia de corte fc. FILTRO PASAALTAS DE SEGUNDO ORDEN 6.2.201425 6.1.1.1. Mida los voltajes de entrada y salida. 6. f 100Hz 200Hz 500Hz 1KHz 2KHz 5KHZ 10KHz Vent Vsal 1Vpp A AdB 6. También calcule y registre la ganancia equivalente en decibeles.edu.1.2 Fije el generador a 10 kHz. http://www.3 Mida y anote el voltaje de entrada pico – pico. 6.1 Monte el circuito de la siguiente figura.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .6 Calcule la ganancia de voltaje para cada frecuencia de la tabla. 6.243006.2.1 Monte el circuito de la siguiente figura.7 OSCILADORES OSCILADOR DE PUENTE DE WIEN 7.5 Repita el paso 2.2. 6. 6.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .unad.edu.6 Calcule la ganancia de voltaje para cada frecuencia en la tabla. el Amp Op es el uA741.1. http://www.co/ .4 Fije el generador a 5 kHz.2.201425 f 100Hz 200Hz 500Hz 1KHz 2KHz 5KHZ 10KHz Vent Vsal A AdB 1vpp 6. Mida y registre el voltaje de entrada.7 Mida y anote la frecuencia de corte fc EXPERIMENTO No. También calcule y registre la ganancia equivalente en decibeles.3 para las demás frecuencias de la tabla. Amplificadores .2. http://www.edu.3 Ajuste R2 para obtener una onda senoidal.022 µF.1.2 Calcule la frecuencia de oscilación del circuito. el Amp Op es el uA741.2 Conecte el circuito de la figura con un C de 0.co/ . Registre esta frecuencia en la siguiente tabla. f calculada f medida ⱷ° 7.243006.) 7. Vsal.201425 7.unad. Amplificadores .4 Mida y registre la frecuencia de salida en la tabla.5 Mida y registre el ángulo de fase entre Vsal (terminal 6) con respecto a la terminal OSCILADOR DE ONDA TRIANGULAR 7.1 Monte el circuito de la siguiente figura.1. lo más grande posible sin recorte excesivo o distorsión.1.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga . (El nivel de la señal deberá estar unos 15 V pp. 7. 7.2.2.1. http://www.edu.3 Mida y registre el voltaje pico .unad.2. C. µF Vsal TP 1 Forma de onda V pp Forma de onda V pp 0.243006.co/ .022 0.1 7.047 0. C. Amplificadores .5 Explique por qué la salida del integrador disminuye cuando el capacitor.2. aumenta.UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .pico y anexe las gráficas mostradas en el osciloscopio para las formas de onda en TP 1 y Vsal en la tabla siguiente.2.201425 7.4 ¿Cuál es la frecuencia aproximada que excita al integrador? 7. (Puntos=2) Aunque presenta referencias. estas no se articulan adecuadamente con el trabajo. (Puntos= 5) El estudiante asiste y participa de manera activa en el desarrollo de la práctica de laboratorio. (Puntos= 0) El estudiante desarrolla de manera errónea los experimentos planteados (Puntos= 10) El estudiante desarrolla de manera correcta los experimentos planteados (Puntos=20) 100 Informe de la práctica. (Puntos= 0) El estudiante presenta informe de laboratorio. Aunque el documento presenta una estructura base la misma carece de algunos elementos del cuerpo. (Puntos = 2) Total de puntos posibles ÉXITOS EN SU FORMACIÓN http://www.201425 RUBRICA ANALÍTICA PARA PRÁCTICAS DE LABORATORIO Ítem evaluado Valoración baja Valoración media Valoración alta Puntaje El estudiante no asistió o no participo en las prácticas de laboratorio. con todos los experimentos solicitados (Puntos= 10) 50 Estructura del informe El estudiante no tuvo en cuenta las normas básicas para la realización de informes (Puntos=0) Referencias Se maneja de manera inadecuada el uso de citas y referencias.unad. El estudiante no presenta informe final de las prácticas de laboratorio a su tutor de centro. (Puntos= 0) El estudiante asistió a las prácticas pero no participó activamente en el desarrollo de los ejercicios que contribuyan a la solución plateada. pero no incluye todos los experimentos solicitados (Puntos= 5) El estudiante presenta informe de laboratorio.co/ El documento presenta excelente estructura (Puntos=5) 5 El manejo de citas y referencias es satisfactorio. Amplificadores .edu.243006. (Puntos= 10) 15 El estudiante no desarrollo los experimentos planteados. (Puntos = 0) Asistencia y participación en la práctica Desempeño individual del estudiante en la práctica. (Puntos = 5) 5 175 .UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería Electrónica Análoga .