Lab 4 Electronica II

  • View
    132

  • Download
    4

Embed Size (px)

Transcript

  • Universidad Santo Tomas, Colombia, Bogot,

    Electronica II, Octubre de 2012

    Resumen En este laboratorio utilizamos el esquema de un oscilador llamado Puente de Wien que

    usa retroalimentacin tanto positiva como negativa

    donde le implementamos un limitador que se dise

    utilizando clculos respecto al anlisis que se realiz

    por medio de nodos para hallar dichas resistencias y a

    la frecuencia respectiva que ya se haba obtenido. Estos

    resultados se comprobaron por medio del software

    OrCad Capture y Matlab.

    Trminos Relevantes: Oscilador Puente de Wien,

    limitador, frecuencia, retroalimentacin.

    I. INTRODUCCION

    Oscilador Puente de Wien:

    En este laboratorio se elabor un oscilador puente de

    Wien que es un circuito relativamente estable y de baja

    frecuencia que se basa en un amplificador no inversor

    con operacional que utiliza una retroalimentacin

    positiva como negativa y este se compone de un

    circuito RC en serie y de un circuito RC paralelo.

    Figura 1. Oscilador Puente de Wien

    La frecuencia de resonancia de los osciladores de

    puente de Wien depende de R y de C ya que estas se

    pueden variar para ajustar la frecuencia.

    Oscilador Puente de Wien con Limitador

    El limitador que se diseo e implemento ayuda a

    optimizar el resultado de la seal sinusoidal para que

    no se sature.

    Imagen 2. Oscilador Puente de Wien con Limitador

    Retroalimentacin

    Un oscilador con retroalimentacin es un circuito con

    un paso de energa que se propaga desde la salida y

    regresa a la entrada. Este genera una seal de salida en

    CA, de la cual se devuelve una pequea parte de la

    OSCILADOR DE PUENTE DE WIEN

    Serna T, Lizeth. Roncancio Q. Gina.

    Ingeniera de Telecomunicaciones

  • Oscilador de Puente de Wien. Electrnica II

    entrada, donde se amplifica. Este proceso es repetitivo,

    en el que la salida depende de la entrada y viceversa.

    II. OBJETIVOS

    Objetivo Generales

    Realizar y disear un oscilador de puente wien con

    una frecuencia de 2,5kque contenga un circuito

    limitador quien se encargara de limitar la ganancia

    mediante la realimentacin.

    Objetivos Especifico

    - Calcular mediante el anlisis del circuito los valores de sus componentes.

    - Relacionar el comportamiento de las resistencias del circuito en la seal sinusoidal que se quiere obtener.

    - Realizar las simulaciones en orcad y matlab para comparar y analizar respecto a la seal obtenida en

    el montaje,

    III. PROCEDIMIENTOS, RESULTADOS Y OBSERVACIONES

    A. Procedimientos Y Resultados:

    Se realizaron clculos previos al inicio del laboratorio de las

    resistencias y condensadores de oscilador para obtener la

    frecuencia que nos pedan que es de 2.5KHz porque eran

    necesarios para el diseo.

    Tabla de Valores de Oscilador de Wine:

    Elemento Valor Terico Valor Prctica

    R 6.3k 6.8k

    C 10nF 10nF

    R1 20k 20k

    R2 40k 40.1k

    Simulacin del Software Orcad:

    Figura 3. Esquema Circuito Oscilador Puente de Wien.

    Figura 4. Seal de Salida del Oscilador Puente de Wien

    R2

    20k

    C1

    10n

    C2

    10n

    V+

    R3

    40.1k

    0

    V-

    VCC

    VCC

    VEE

    V2

    12Vdc

    VEE

    U1

    uA741

    3

    2

    74

    6

    1

    5+

    -

    V+

    V-

    OUT

    OS1

    OS2

    R4

    6.8k

    V1

    12Vdc

    0

    R1

    6.8k

  • Oscilador de Puente de Wien. Electrnica II

    Figura 5. Frecuencia del Oscilador Puente de Wien

    Simulacin del Software Matlab:

    Figura6. Diagrama en Matlab Simulink

    Figura 7. Seal de Salida en Matlab Simulink

    Luego de realizar estos clculos es posible hallar las

    resistencias del limitador con las siguientes ecuaciones:

    [ ]

    [ ]

    Obteniendo la ecuacin se le da valores a y a para hallar :

    [ ]

    Dnde:

    Tabla de Valores:

    Elemento Valor Terico Valor Prctica

    R 6.3k 6.8k

    C 10nF 10nF

    R1 1k 1k

    R2 2k 2.2k

    R3 4.7k 4.7k

    R4 1.7k 1.5k

    R5 1.7k 1.5k

    R6 4.7k 4.7k

  • Oscilador de Puente de Wien. Electrnica II

    Simulacin del Software Orcad:

    Figura 8. Esquema Circuito Oscilador Puente de Wien.con

    Limitador

    Figura 9. Seal de Salida del Oscilador Puente de Wien con

    Limitador

    Figura 10. Frecuencia del Oscilador Puente de Wien con

    Limitador

    R3

    6.8k

    V

    R9

    6.8k

    R6

    1.5k

    V

    U1

    uA741

    3

    2

    74

    6

    1

    5+

    -

    V+

    V-

    OUT

    OS1

    OS2

    V-

    R5

    4.7k

    D2

    D1N4148

    V+

    VCC

    R1

    2.2k

    C1

    10n

    VEE

    C2

    10n

    VEE

    V1

    12Vdc

    VCC

    R8

    4.7k

    VEE

    V2

    12Vdc

    VCC

    0

    R4

    1k

    0

    D3

    D1N4148

    R7

    1.5k

  • Oscilador de Puente de Wien. Electrnica II

    Resultados de la Practica:

    Figura 11. Seal senusoidal obtenida en el montaje

    Figura 12. Seal en Frecuencia

    B. Anlisis de Resultados

    Al realizar la prctica sin el circuito limitador se obtuvo una

    seal saturada, con la frecuencia que se peda de 2,5k

    aproximadamente; dado estos resultados fue necesario

    implementar un circuito limitador quien se encargara de

    establecer una seal sinusoidal sin saturaciones puesto que

    este utiliza la realimentacin con el fin de limitar la ganancia

    del circuito para as obtener una seal mejorada con la

    misma frecuencia de 2,5k.

    Sin embargo se obtuvo la grafica mostrada anteriormente

    (Figura 11) dado que con el oscilador puede que cambie la

    frecuencia o cause dao en l a seal.

    En la figura 12 se puede observar la seal en frecuencia y

    los daos obtenidos del oscilador en esta seal aparecen

    componentes armnicos que no deberan presentarse que al

    sumarlos la seal senoidal es predecible.

    Al comparar esta seal obtenida del osciloscopio con las

    seales de Fourier de la simulacin en orcad puede verse

    como esta seal tiene estos picos mientras que la simulada

    no los tiene adems el ancho de banda de la seal en el

    osciloscopio es de un ancho de banda mayor al de la

    simulacin en orcad.

    IV. CONCLUSIONES

    Las resistencias R1 y R2 son quienes controlan la ganancia negativa y se encargan de modificar la amplitud

    del circuito y las impedancias y controlan la alimentacin positiva y modifican la frecuencia de la

    seal de salida.

    Al redibujar el circuito y adicionar el limitador la seal de salida aparecer sin saturaciones dentro del rango

    requerido.

    El puente de wien utiliza frecuencias bajas de 5Hz a un 1MHz dado el diseo y los diodos utilizados.

    V. REFERENCIAS

    o Sistemas de Comunicaciones Electrnicas Wayne Tomas

    o Anlisis y Diseo de Circuitos Electrnicos Analgicos Francisco J. Gabiola, Basil M.Al-Hadithi

    o Electronica Heinz Haberle, Jorge Romano o http://www.unicrom.com/Tut_circuitos_osciladores_RC-

    OA_puente_wein.asp

    AUTORES

    Gina Marcela Roncancio Quintana 2112415 Lizeth Carolina Serna Torres 2112957