NORMAS PARA LA PRESENTACIÓN DEL PROYECTOELECTRÓNICO 1 2 3 4 5 La fecha límite de presentación del proyecto electrónico es coincidente con el día del examen final. Distribución de puntajes: ● Proyecto electrónico : 30 PUNTOS 1 Circuito funciona OK : 10 Puntos (grupal) 2 Presentación circuito : 6 Puntos (grupal) 3 Presentación informe : 8 Puntos (individual) 4 Alumno responde OK : 6 Puntos (individual) El proyecto electrónico puede realizarse en grupos, pero el informe sobre el mismo es individual y debe ser presentado escrito por computadora. No se aceptarán fotocopias ni copias de informes ajenos hechos por computadora o máquina de escribir. Informes idénticos o similares, hechos por computadora o máquina de escribir serán anulados. Proyectos electrónicos no hechos por los alumnos no serán considerados. El informe escrito deberá ser presentado en una carpeta, constando de las siguientes partes: ● Carátula: con ● Nombre del Colegio ● Nombre del curso y especialidad ● Nombre de la materia ● Nombre del profesor ● Nombre del alumno ● Fecha. ● Desarrollo: ● Indroducción: Para que sirve el presente Proyecto ● Partes del Proyecto electrónico ● Lista de componentes con sus correspondientes precios. Precio Total. Circuitos esquemáticos (No se aceptarán dibujos manchados, ni mal hechos) ● Explicación del funcionamiento de los circuitos ● Identificación de los principales componentes del los circuitos junto con su función en los mismos ● Tabla con los resultados de mediciones realizadas sobre el circuito ● Respuestas al cuestionario ● Bibliografía: Nombre y autor del material usado. ● PROYECTO ELECTRÓNICO: Generador de 3 tipos de formas de onda: triangular, sinusoidal y cuadrada PRESENTACIÓN: El generador de funciones a ser construido debe constar, como mínimo con los siguientes controles externos. Pueden preverse conectores de entrada y salida adicionales para acomodar, por ejemplo, las entradas para modulación de AM o FM o para separar las salidas de acuerdo a la forma de onda. y un número limitado de componentes pasivos de circuitos (resistencias. el XR2206. Antes de construir el modelo final del generador de formas de ondas los alumnos (con ayuda del profesor) deberán experimentar con los diferentes modos de funcionamiento del XR2206 mediante el montaje de los circuitos en una matriz de prototipos o protoboard.). para el ingeniero o para cualquier persona . potenciómetros. Este generador de funciones o de formas de ondas es un instrumento de laboratorio extremadamente versátil y útil para el estudiante. interruptores. Este generador de formas de ondas se basa por completo en un único CI monolítico. condensadores.Figura 1: Presentación externa del Generador de Funciones 6 No se aceptarán trabajos presentados después de la fecha de entrega marcada INTRODUCCIÓN Este proyecto consiste en un generador de formas de ondas o generador de funciones capaz de producir señales triangulares. sinusoidales y cuadradas. conectores. etc. así como señales sinusoidales moduladas en AM (modulación de amplitud) y FM (modulación de frecuencia). casi igual al nivel del potencial de tierra (0 V). El circuito esta diseñado para operar con una fuente de alimentación única de 12 V. El circuito de la figura 2 provee 3 formas de ondas básicas: seno. triángulo y rectangular o cuadrada. o con una fuente dividida simétrica de ± 6 V. DESCRIPCIÓN GENERAL El circuito básico y los componentes externos necesarios para construir el generador de funciones de alta calidad se muestra en la figura 2.interesada en la electrónica. Para la mayoría de las aplicaciones. la frecuencia puede ser finamente sintonizada por medio de un potenciómetro (R13) en un rango de 100:1. Durante los experimentos con el circuito probaremos también alimentarlo con baterías y con fuentes simétricas de ± 5 V y ± 8 V. En cada rango. La salida de onda rectangular está disponible en la salida Sync Out del XR2206 y puede servir para sincronizar un osciloscopio o servir de entrada para circuitos lógicos. Existen 4 rangos de frecuencias que dan un rango total de frecuencia de 1 Hz a 100 KHz. CIRCUITO BÁSICO DEL GENERADOR DE 3 FORMAS DE ONDAS . Su costo es apenas una fracción del costo de generadores de funciones comerciales y profesionales disponibles hoy en día.c. la operación con fuente simétrica es la preferida porque produce un nivel de salida c. La salida sinusoidal o triangular puede variarse aproximadamente de 0 a 6 Vp-p desde una impedancia de 600W. Precisión de la Frecuencia: la precisión de la frecuencia generada por el XR2206 es lograda por medio del resistor temporizador R y del condensador temporizador C.1 mF C5= 0. por medio del interruptor S1 rotativo de 1 polo 4 posiciones.Figura 2: Circuito esquemático del generador de funciones Rangos de frecuencia: el generador de funciones está diseñado para operar sobre un rango de 4 rangos de frecuencias sobrepuestas: 1 10 100 1 Hz Hz Hz KHz a a a a 100 1 10 100 Hz KHz KHz KHz conecta conecta conecta conecta C3= 1 mF C4= 0.001 mF Estos rangos de frecuencias se seleccionan conectando condensadores de diferentes valores capacitivos (C3 a C6) entre las entradas TC1 y TC2 del XR2206. y está dada por: .01 mF C6= 0. la amplitud de la salida triangular es aproximadamente el doble de la amplitud de la salida sinusoidal. terminal debe dejarse abierto. S2. La tensión de circuito abierto de este terminal es de aproximadamente 3V por encima de la tensión negativa de alimentación y su impedancia es de aproximadamente 1000W. La distorsión armónica total de un generador de onda sinusoidal nos indica la pureza de la forma de onda sinusoidal. Si lográramos una THD=0% significaría que hemos logrado una señal sinusoidal perfecta. de acuerdo al rango de frecuencias seleccionado La fórmula de arriba es precisa dentro del 15 % en cualquier rango de frecuencia.R = R4 + R13 C = C3 o C4 o C5 o C6. La fase de la señal de salida se invierte cuando la amplitud atraviesa su valor mínimo. Distorsión de la señal sinusoidal: la distorsión armónica total (THD) de la onda sinusoidal es menor que el 1% en el rango de 10 Hz a 10 KHz y menor que el 3% sobre el rango de frecuencias completo. Cuando no sea usado. ● ● Fuente de alimentación: las especificaciones para la fuente de alimentación son como siguen: Fuente simétrica: ±6V. Cuando no se use. El rango dinámico total es aproximadamente 55 dB (decibeles). 15 mA de corriente de carga . con un rango de la tensión de control AM de 4 V con relación a la mitad de la tensión total de la fuente de alimentación. 15 mA de corriente de carga Fuente única: +12V. La salida directa de Sync Out del XR2206 corresponde a la variación completa (Vp-p) de la fuente de alimentación. Modulación de frecuencia (barrido externo): la frecuencia de la señal de salida puede modularse o barrerse aplicando una tensión de control externa al terminal de barrido externo (punto I). En cualquier ajuste de amplitud. La impedancia interna de salida es de 600W. Salida de onda cuadrada: el circuito de la figura 2 dispone de 2 salidas de onda cuadrada. Modulación de amplitud: la amplitud de la salida varía linealmente con la señal modulante aplicada a la entrada AM (punto Q de la figura 2). el terminal A debe ser dejado en abierto. La salida a través de la resistencia R6 (punto L) corresponde a la mitad superior de fuente de alimentación. Salida sinusoidal y triangular: la amplitud de la salida sinusoidal o triangular es variable de 0 a 6 Vp-p. con un ciclo de trabajo del 50%. La amplitud es ajustada por el potenciómetro R12 de la figura 2. La selección de la forma de onda es realizada por medio del interruptor selector triángulo/seno. La amplitud de la salida alcanza su mínimo cuando la tensión de control AM se aproxima a la mitad del total de la tensión de la fuente de alimentación. Fuente de alimentación simétrica. En la figura 3 se ilustran las recomendaciones para alimentación por medio de una fuente simétrica o por medio de baterías. ±6V regulados con diodos zener . deben usarse las resistencias de polarización R14 y R15. el punto de tierra GND debe dejarse flotante y el terminal (-) de la fuente debe conectarse a tierra (GND).Para la operación con una fuente de alimentación única. . sinusoidal. Trimmers y potenciómetros 3 Ajuste del nivel offset de CC. Figura 3. S2: selecciona la salida de onda triangular o sinusoidal. R9: es usado para ajustar el nivel cc de la onda triangular o sinusoidal. a saber: triangular. Además. Para lograr esto se deben introducir modificaciones en el circuito de la figura 2 que deberán ser estudiadas y realizadas por los estudiantes.5 A D1 – D4: 1N4001 o similar D5 – D6: 1N4735 o similar R1 – R2: 51W. por lo que la información presentada aquí es a título puramente informativo.Alimentación simétrica con baterías de 6 V. Interruptor selector de la onda triangular/sinusoidal. S1: en caso de necesitarse rangos de frecuencia adicionales.6 V 0. cuadrada máxima amplitud y cuadrada mitad de amplitud. 0V 0V 2V . tal como se muestra en la figura 1. Explicación de controles del generador de funciones 1 2 Interruptor selector de rango de frecuencia. Transformador T1: Primario 220 V Secundario 12. Esta es la opción que deberíamos elegir para realizar la salida tal como se muestra en la figura 1. ½W. Opcionalmente podemos hacer que este interruptor seleccione todas las opciones de ondas de salida. podría usarse una de las posiciones del interruptor S1 para apagar o encender el equipo. estos pueden agregarse usando un interruptor con más posiciones. 10% La realización de la fuente de alimentación corresponde al trabajo práctico de otro grupo. 1/4W. de mylar 0. 10% 62KW. 1/4W. Ajuste de frecuencia. Control de amplitud. 1/4W. 1/4W. 1/4W. 10%. 10% 100KW. LISTA DE MATERIALES Condensadores ● C1. 10% (Usados en aplicaciones con 1MW. 10%.1mF. 10%. 10% 1KW. R12: ajusta la amplitud de la salida triangular o sinusoidal. 10%.1KW. electrolíticos 1mF. de mylar 0. de mylar 1000pF. 1/4W. R13: establece la frecuencia del oscilador para cualquier rango del ajuste del interruptor S1. C2. R6 ● R8 ● RX máxima salida) ● R14. 1/4W. trimpot 1KW. de mylar 30KW. 10% 300KW. R7 ● R4 ● R5. R10: se usa para minimizar la THD de la salida sinusoidal. Ajuste de la simetría de la onda sinusoidal. control de amplitud lineal 1MW. 1/4W. 10% 9KW. 1/4W. 1/4W. R15 fuente cc única) ● Potenciómetros: ● R9 ● R10 ● R11 ● R12 ● R13 ● Interruptores o switches: ● S1 On/Off) ● 10mF/10V. trimpot 25KW.Señal con 0V de nivel offset cc Señal con 2V de nivel offset cc Figura 4: Explicación del concepto de nivel offset cc de una señal 4 5 6 7 Ajuste de la distorsión de la onda sinusoidal. C7 ● C3 ● C4 ● C5 ● C6 ● Resistencias: ● R1 ● R2 ● R3. R11: se usa para optimizar la simetría de la salida sinusoidal. 10% 5KW. audio taper Interruptor rotativo de 1 polo y 5 posiciones (1 para . trimpot 50 KW. no polar. control de frecuencia. Por lo tanto R13 sirve como sintonizador de frecuencia en un generador de formas de ondas convencional y varía la frecuencia del oscilador en un rango aproximado de 100:1.01mF. 1/4W. 10% (RX puede eliminarse para 5. Máxima (Hz) Vp-p mínima Vp-p máxima Triangular Sinusoidal Cuadrada máx. (V) . terminales. conductores. mida: Modo Operación Frec. knobs. conectores.Mínima (Hz) Frec.● ● S2 Interruptor SPST. (V) Nivel cc offset máx. deslizante Otros: ● Materiales necesarios para la terminación adecuada del proyecto: caja de proyecto. Cuadrada ½ Modo Operación Triangular Sinusoidal Nivel cc offset mín. leds ETAPAS DEL PROYECTO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Compra de los elementos de la lista de materiales Estudio de los requerimientos y de la teoría de funcionamiento Montaje del circuito sobre protoboard y prueba de los distintos modos de funcionamiento Diagramas de montaje final en caja de proyecto Compra de materiales necesarios para el montaje final Realización de la placa de circuito impreso (PCB) Montaje de los componentes sobre la PCB y terminación de la construcción del proyecto Mediciones de las especificaciones características en los distintos modos de funcionamiento Realización del informe Examen MEDICIONES MÍNIMAS A REALIZAR Instrumentos de medición a utilizar: 1 2 Multímetro digital o analógico Osciloscopio Mediciones Para cada rango de frecuencia seleccionado. .Formas de ondas Dibuje la forma de onda para la señal triangular tal como se la ve en el osciloscopio. Compare sus resultados con los valores medidos. anote además las frecuencia y amplitud de la señal modulante Señal de FM. para los siguientes casos: a b c d e Señal triangular Señal sinusoidal Señal cuadrada Señal de AM. Anote los valores máximos y mínimos de la amplitud de la tensión de salida. 19 Cuál fue la máxima dificultad que encontró en la realización de este proyecto? 20 Cómo puede mejorarse este proyecto. qué otras características podrían agregársele? 21 Qué es el osciloscopio? 22 Explique como se mide el periodo de una señal usando el osciloscopio. 14 Cuál es el efecto de variar R10 sobre la forma de onda sinusoidal? Es visible este efecto? 15 Cuál es el efecto de variar R11 sobre la forma de onda sinusoidal? Es visible este efecto? 16 Qué es un protoboard? 17 Por qué usó primeramente un protoboard para el montaje del circuito? 18 Describa el proceso de fabricación del circuito impreso. así como el período medido y la frecuencia calculada de la señal. anote la frecuencia mínima y la frecuencia máxima de la salida para FM. CUESTIONARIO 1 2 3 4 5 Para qué sirve un generador de formas de ondas o generador de funciones? Qué es un oscilador electrónico? Qué es el CI XR2206? Cuáles son las ventajas de usar el XR2206 en este proyecto? Cuáles son las diferentes modalidades de operación posibles con este proyecto? 6 7 8 9 10 11 Qué es la modulación de amplitud o AM? Qué es la modulación de frecuencia o FM Qué es el nivel offset cc de una señal? Por qué conviene más usar una fuente de alimentación simétrica? Cómo se elige la señal triangular o sinusoidal en el XR2206? La salida de onda cuadrada es compatible para aplicar a circuitos digitales TTL? 12 Cómo 13 se modifica la frecuencia de la señal de salida del generador? Calcule teóricamente las frecuencias mínima y máxima de operación para cada rango. uno de los instrumentos de laboratorio más útiles y necesario para realizar un análisis de las virtudes y defectos de la mayoría de los circuitos electrónicos que armamos. Este generador de funciones trabaja específicamente en un rengo de frecuencias que van desde 1Hz hasta 100kHz. filtros. Por ultimo presentamos los resultados obtenidos. además. después del osciloscopio. en el año 1990 (Nº de julio-agosto 1990) al cual se le implementaron algunas modificaciones para adecuarlo a nuestras necesidades.es. de parámetros variables. Dentro de las funciones que podemos encontrar en cualquier generador están. introduciremos algunas modificaciones. un generador de funciones es un equipo electrónico capas de generar señales de forma senoidal. Generador de Funciones El Generador de Funciones –también llamado generador de señales o generador de audio. amplitud.23 Explique como se mide la frecuencia de una señal usando el osciloscopio. es decir. nos limitamos a realizar el diseño ya calculado y ponerlo a prueba para ver si cumple con todas las especificaciones prometidas y en caso de ser necesarias. usando el osciloscopio. Se puede emplear un generador de este tipo en ensayos de laboratorio. por lejos. control de frecuencia. el rengo de frecuencias de audio. ya que se encuentran desarrolladas por el autor en el artículo original. simetría. pequeños circuitos que requieran una señal patrón de entrada. q en este artículo no presentaremos todas las formulas y los cálculos. ancho de banda que abarca. triangular y cuadrada. Características generales . en la ficha técnica del integrado también se pueden encontrar todos los cálculos y demás especificaciones para realizar cambios en el diseño aquí presentado. 25 Explique como saber si una señal presenta un nivel offset cc. tales como prueba y calibración de sistemas de audio. Cabe aclarar. etc. El equipo esta construido en base al popular circuito integrado XR8038A que la empresa Exar lanza al mercado en junio del ’97 en reemplazo del ICL8038 (Intersil) Como su nombre lo indica. Introducción El siguiente trabajo esta basado en un artículo publicado en la revista Elektor. 24 Explique como se mide la amplitud pico a pico de una señal usando el osciloscopio. en este articulo. rango de barrido y nivel de offset de DC. ya que se deberían utilizar materiales y componentes de mayor calidad y una consecuente complicación del diseño de nuestro circuito (por ejemplo. ≈ 1% ● Alta linealidad en onda triangular ● Ancho rango de frecuencia. dos fuentes de corriente #1 y #2. Características del integrado ● Bajo corrimiento de frecuencia. la frecuencia debe también mantenerse lo mas estable posible. este debe poder satisfacer ciertas necesidades básicas.5% ● Frecuencia de trabajo: 1Hz – 100kHz ● Amplitud de la salida: Variable hasta 5V ● Protección contra cortocircuito: Si Circuito integrado generador de señales: XR8038A El XR8038 es un generador de formas de onda de gran precisión. Un amplio rango de frecuencias. ● Formas de onda de salida: senoidal. Cualquier equipo generador de señales. tales como las enunciadas a continuación. con mucha humedad. Posee una alta estabilidad de la frecuencia ante las variaciones de temperatura (50 ppm/ºC) y las variaciones de la tensión de alimentación. triangular y cuadrada al mismo tiempo ● Baja distorsión en onda senoidal. un flip-flop que . debe garantizar una amplitud estable de la señal. en la hoja de datos del XR8038 encontramos lo siguiente: dos comparadores. 0. las cuales se pretenden satisfacer. Cuenta además con la posibilidad de realizar modulación en frecuencia (FM) por medio de la variación de la tensión en uno de sus pines (pin 8) Las tres formas de onda generadas. durante todo el tiempo que dure el trabajo con el equipo y en diferentes condiciones ambientales (días de calor. cuadrada y triangular ● Distorsión de la senoide: < 1% ● Desviación de la frecuencia < 100 ppm/ºC ● Linealidad onda triangular: < 0. así como también al pasar de una escala a otra. en frecuencias muy elevadas. el cual estará forzosamente limitado a lo que nuestras aplicaciones más comunes requieran. Por su parte. Características específicas Se enumeran a continuación las características específicas. cuadradas y triangulares con un número mínimo de componentes y ajustes. 50 ppm/ºC ● Salida senoidal.). Elegir un rango de frecuencias demasiado grande implicaría un coste mas elevado. etc.001Hz a 200kHz ● Ciclo de trabajo. se debe tener cuidado hasta el diseño del PCB para evitar efectos indeseados) Estabilidad en amplitud y frecuencia. dos cosas extremadamente importantes. capas de producir señales senoidales. están disponibles al mismo tiempo en diferentes pines.Debido a la gran cantidad de posibles usos que podamos darle a nuestro generador. 2% a 98% ● Baja distorsión y variación con la temperatura Analizando el diagrama en bloques provisto por el fabricante. ya sea dentro de una misma escala y variando la frecuencia. analizando el diagrama en bloques podemos ver que un condensador externo C es cargado y descargado por las fuentes de corriente. obteniendo así una forma de onda triangular simétrica por el pin 3. Modo de funcionamiento: El funcionamiento es muy simple. del 2% al 98% aproximadamente. iniciando nuevamente el ciclo descrito. si mediante resistencias externas modificamos los parámetros de las fuentes de corriente podremos obtener tiempo distintos de carga y descarga del capacitor. La amplitud para la onda cuadrada es 0. correspondiente a 2/3Vcc el comparador 1 (Comp1) dispara el flip-flop y hace cambiar de estado a la fuente de corriente #2. . nuevamente.98x V suply prácticamente Vsuply. el condensador es cargado con la corriente I de la fuente de corriente #1.selecciona la fuente de corriente #1 o #2. colocándolo en su estado original. con eso la tensión en bornes del condensador decrece linealmente con el tiempo. Características de las formas de onda disponibles en la salida Tenemos disponibles tres formas de ondas básicas. Cuando la tensión alcanza un nivel determinado. mientras que la fuente #1 esta funcionando continuamente. Si seguimos analizando el diagrama del integrado. obtenemos iguales tiempos de carga y descarga del capacitor C. variando los parámetros de las fuentes de corriente. La tensión de alimentación puede ser de 10V a 30V si utilizamos fuente simple o ±5V a ±15V si usamos fuente simétrica. Suponiendo que la fuente #2 este desconectada.22xV suply. subiendo la tensión linealmente con el tiempo. esta fuente tiene una capacidad nominal dos veces mayor que #1.33xV suply. triangular y sinusoidal. o sea 2I. por lo que el condesandor C es descargado con una corriente neta I por estar la fuente #2 en oposición. La salida senoidal esta disponible por el pin 2 con una amplitud máxima de 0. podemos obtener una forma de onda rectangular con un amplio ciclo de trabajo. en ese caso a la salida tendremos una forma de onda de diente de cierra. la misma esta disponible en el pin 9. cuadrada. introduciendo la misma en una red alineal que cumple la función de convertidor triangular-senoidal. Esta red formada por un arreglo de transistores que por medio de aproximaciones por segmentos. nos proporciona una senoidal con un máximo de distorsión de 3% a 100kHz. La forma de onda sinusoidal es creada a partir de la triangular. la fuente de corriente #2 es conectada y desconectada por el flip-flop. La amplitud de esta forma de onda es de 0. Con la conmutación de las fuentes de corriente. Cuando la tensión de descarga llega a 1/3Vcc el comparador 2 (Comp2) dispara nuevamente el flip-flip. vemos que a la salida del flip-flop tenemos una onda cuadrada. lo cual es suficiente para nuestros propósitos. amplificadores de salidas y un convertidor de onda triangular a senoidal. Con respecto al capacitor C5.7µF C5 2 10 – 100Hz 470nF C4 3 1 – 1000Hz 47nF C3 4 1 – 10kHz 4.7nF C2 5 10 – 100kHz 470pF C1 Tabla 1 Estos condensadores afectan directamente la estabilidad en frecuencia y calidad de señal. 25% típicamente y a altas temperaturas su funcionamiento es aun peor. 500mV y 5mV. La Tabla 1 muestra el juego de capacitares utilizados para obtener las diferentes frecuencias Paso Frecuencia Valor condensador de Esquem a 1 1 – 10Hz 4. el cual es un doble operacional. El autor original del artículo en el cual nos basamos para este trabajo eligió utilizar el pin 8 del integrado para lograr el barrido en frecuencia. . El segundo operacional se utiliza como integrador para suavizar los bordes de la forma de onda cuadrada. buenos resultados se han logrado utilizando capacitores de poliéster de tolerancias del 10%. al primer operacional llega una de las formas de onda seleccionada a través de L2 (J3-J4). a la salida de este primer operacional se encuentra un divisor resistivo. 5V. entonces Vsuply = Vcc o de igual modo +V y –V las cuales corresponden. el cual es de gran valor. Aun así. es conveniente evitar usar electrolíticos ya que estos poseen gran deriva de su valor nominal. El ajuste de simetría (ciclo de trabajo) se realiza por medio de P2 y el de distorsión de la onda senoidal con P3 y P4 Como amplificador de salida utilizaremos el integrado TL082. lo cual nos pareció una buena elección y lo adoptamos nosotros también.Nota: En las formulas puede que encontremos la expresión V cc. a un valor de +15V y -15V respectivamente Determinación de componentes principales En primer lugar elegimos una fuente de alimentación simétrica de ±15V para alimentar el XR8038 y el amplificador de salida TL082. el cual fue calculado para obtener diferentes niveles de tensión. El ajuste de frecuencia se realiza mediante el potenciómetro P1 y la selección de escala mediante la llave conmutadora L1 (J2). con buen dieléctrico y bajas perdidas. En lo posible han de utilizarse capacitores de la mejor calidad posible. El potenciómetro P5 regula la amplitud de la señal y P6 ajusta el nivel de continua presenta en la salida. mediante una llave L3 (J5-J6) se puede seleccionar uno de estos valores. en su lugar se pueden usar capacitores de poliéster si es tamaño no fuese una limitación. en este caso. la relación entre su valor pico y el eficaz no es 1. R9 será: En el caso de la onda triangular.6Vpp disponible. Estos potenciómetros pueden ser del tipo preset (verticales u horizontales) o para una mejor corrección se pueden usar potenciómetros tipo “trimpods” (multivueltas).Ajuste de simetría para la onda senoidal. Adaptaremos las ganancias de los amplificadores para obtener como máximo una tensión de 5V. En la cuadrada tenemos una amplitud de 15V.6V para la senoidal y 10V para la triangular. En el caso de la senoidal. Anteriormente mencionamos los valores de tensión disponible a la salida para cada forma de onda.3MΩ hasta unos 10MΩ. y queremos obtener 5V eficaces (RMS) Esta ganancia esta determinada por R15 y R9. uno para cada semiciclo. A los terminales 12 y 1 se conectan unos potenciómetros de 100kΩ (P3 y P4) que son utilizados para corregir la simetría de la onda senoidal. pero para un calculo aproximado podemos proceder de la misma manera que hicimos antes. Control de simetria Calculo de los operacionales. que tenemos 6. cuya finalidad es la de minimizar la variación de simetría con la frecuencia. .41. todos pico a pico. fijando arbitrariamente R15 = 47kΩ. La resistencia R5 colocada entre el pin 5 y –V. 6. de un valor que puede oscilar entre 3. D2. para seleccionar los diferentes niveles de salida. Modificaciones implementadas Respecto al diseño original. con lo cual R10 asume el valor de 47kΩ igual que R15 y R14 tiene una valor de 100kΩ Los condensadores C9 y C11 de 10pF sirven para integrar el ruido de alta frecuencia que este presente en la señal generada. Para obtener este valor de ganancia unidad. los valores de R19 y R20 deben ser de 47kΩ al igual que R23. . R8. El conmutador L3 (J5-J6) selecciona el sector del atenuador adecuado. por lo que actúa solo como un adaptador de impedancia de salida y sumador de la señal proveniente del primer operacional y el nivel de tensión de offset ajustado con P6. estos componentes eran para poder hacer una modulación de la onda cuadrada por medio de una onda cuadrada de menor frecuencia. nos encontramos que el generador tenía una pequeña distorsión en la onda senoidal y triangular que se puede ver en la foto de abajo. La segunda modificación es comentada en “Discusión de los resultados obtenidos” Discusión de los resultados obtenidos Cuando llevamos a cabo la construcción y puesta a punto del generador. por medio del cual se puede ajustar el nivel de continua de la señal (offset). El segundo operacional lo configuramos con una ganancia de uno. la primer modificación que hemos realizado fue quitar los siguientes componentes: D1. Q1.La onda cuadrada tiene una amplitud de 15V que se reduce a 5V por medio del divisor resistivo formado por R14 y R10 que tienen una proporción aproximada de 2:1 en este caso se requiere una ganancia de 1. al cual luego le sigue un potenciómetro para obtener un ajuste lineal de la amplitud. Se ha adoptado una resistencia total de 20kΩ. divididas en R16 = 18kΩ. lo que interesa es la relación entre ellas. formado por P6. R25 y J7. esta resistencia esta también conectada a un divisor resistivo. R24. esta colocado un atenuador. R21 y R22. pudiendo elegirse valores aproximados. El valor de estas no tiene mucha importancia.8kΩ y R18 = 200Ω. Los valores de los demás componentes no son del todo críticos. A la salida del primer amplificador. 5V. R17 = 1. obteniéndose así un tren de pulsos. el valor del potenciómetro es de 47kΩ al igual que la resistencia R19 en serie. 500mV y 5mV. que se conecta a masa por medio de 3 resistencias. Diagramas. arriba: forma de onda del generador construido. en funcionamiento normal. no pudimos llegar a corregir ese problema. Modelo terminado . Fotos. Por lo tanto.Formas de onda. abajo: forma de onda del generador patrón Leyendo la ficha técnica y el articulo original. la forma de onda cuadrada no esta presente. la única solución que encontramos para ese problema fue colocar un pequeño interruptor entre el pin 9 y R10. entonces decidimos consultar por Internet a alguna otra persona que hubiera trabajado anteriormente con este integrado. Y que este defecto desaparecía cuando se desconectaba la salida de la onda cuadrada. de esta manera. llego a nuestro conocimiento que ese defecto era algo común en el integrado y que eso se debía a la forma en la que esta construido el circuito internamente. a menos que se encienda dicho interruptor. o sea cuando no se extraía nada de corriente de ese pin. . . . Generador de Funciones Este montaje permite generar todo tipo de formas de onda de forma simple y totalmente configurable. . Características técnicas: Alimentación: Consumo: Voltaje máximo de salida: Rango de frecuencias: Formas de Onda: Distorsión: Rangos: +/.15V 30mA 14Vpp 1Hz a 100KHz Cuadrada Triangular Senoidal < 1% 5 . girar el cursor de P2 suavemente hasta que la onda visualizada sea simétrica. Esto siempre y cuando el osciloscopio sea de doble traza.Todo el instrumento radica en el integrado ICL8038 el cual es un oscilador controlado por tensión. También es muy recomendable usar uno multivueltas. Una vez conectada la tensión de alimentación comprobar que ésta este en +/-15V. El potenciómetro P1 es el ajuste fino de dicha frecuencia. Puede comprobarse la tensión eficaz de la onda seno con un voltímetro. Luego de esto el equipo estará correctamente calibrado y listo para operar. así que podría ocurrir que aparezcan líneas rectas. A continuación se ajustará la simetría de la onda. El potenciómetro P3 es el control de amplitud. El control de la frecuencia de salida se realiza por medio del selector S1. aunque esto es poco usual queda a gusto del armador implementarlo o no. Hay que colocar el selector S3 en la posición 5V y se mide la tensión de la señal en una frecuencia no mayor a 10KHz para voltímetros digitales o 100Hz para voltímetros análogos. En caso de no disponer de un osciloscopio dejar todas las resistencias ajustables en la posición central. También se lo puede emplear para generar formas de onda deformadas como dientes de sierra y pulsos ultra estrechos. El ajuste de la distorsión se efectúa por medio de las resistencias ajustables RA2 y RA3. el cual trabaja junto con S3 como selectora de escala o rango. El potenciómetro P2 permite ajustar la simetría de la señal.01Hz. si RA2 y RA3 están próximas a su posición central es factible que no se aprecien dichas rectas. La tensión de off-set se ajusta mediante RA1. La obtención de dicha forma de onda se lleva a cabo por aproximación lineal por tramos. Si tiene osciloscopio hay que conectar las puntas a la ficha de salida del generador. . Variar RA1 hasta que la tensión medida sea 5V. S senoidal y C cuadrada. en múltiplos de 10. Una vez que la forma de onda sea visible.05V respectivamente (seleccionable con S3). permitiendo corregir pequeños cambios causados por la tolerancia de los componentes. la distorsión de mide sobre la onda senoidal. que permite escoger entre rangos desde 1Hz hasta 100KHz. Calibración del equipo: Es una tarea si se quiere simple y fácil de realizar incluso sin disponer de un osciloscopio. 0. Para realizar una mejor aproximación puede tomarse como modelo la señal seno de la tensión alterna de distribución doméstica. siendo estas para montaje en circuito impreso y del tipo multivueltas. El ajuste fino de esta tensión se efectúa con el potenciómetro P3 el cual se recomienda sea multivueltas para darle mayor precisión al sistema. de la amplitud suficiente como para medirla.5V y 0. Se pueden instalar mas capacitores y un selector de mas posiciones para llegar hasta un capacitor de 1000µF que da la posibilidad de oscilar a 0. El selector S2 permite escoger la forma de onda a obtener siendo T triangular. El ajuste de la distorsión se efectúa mediante las resistencias ajustables RA2 y RA3. Ya que el nivel de salida del integrado es fijo para cada forma de onda se ha incorporado otro circuito integrado formado por dos amplificadores operacionales de buena calidad cuya función es primeramente fijar la tensión de salida a 14Vpp para luego pasarla por una red resistiva que se encarga de entregar tres pasos de 5V. Nota de montaje: Colocar el equipo en un gabinete metálico para evitar que interferencias externas influyan sobre el desempeño del generador de funciones ICL8038. .
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