1

PRACTICA 2ACOPLAMIENTO CAPACITIVO

Pablo Cruz Rodrıguez - 212356358pablo.crodriguez@alumnos.udg.mxDocente: Eduardo Velazquez Mora

Materia: Laboratorio de Electronica IIFecha: 10 de febrero de 2017, Ciclo: 2017AIngenierıa en Comunicaciones y Electronica

Centro Universitario de Ciencias Exactas e IngenierıasUniversidad de Guadalajara

Resumen—En el siguiente reporte se da a conocer el proce-dimiento de prueba, ası como la simulacion de un circuito conacoplamiento capacitivo, que forma parte de la practica 2 delLaboratorio de Electronica. la practica se llevo a cabo el dıa 02de febrero de 2017.

I. OBJETIVOS

Observar las lecturas de voltaje AC y DC por medio demedicion, y compararlas con los mismos voltajes pero ensimulacion.

II. MARCO TEORICO

AC Por sus siglas en ingles Alternating Current, encastellano Corriente Alterna, es la corriente electricacuyo valor varia en funcion del tiempo.

DC Por sus siglas en ingles Direct Current, en castellanoCorriente Directa, es la corriente electrica cuyovalor permanece constante en el tiempo.

Acoplamiento capacitivo se basa en la propiedad del capa-citor de comportarse como corto circuito a frecuencias altasy como circuito abierto a frecuencias bajas. De esta manerase puede trabajar con corriente alterna y directa sin afectar laforma de onda resultante.

III. ECUACIONES

XC =1

2πfC(1)

GdB = 20 log10

VoVi

(2)

IV. DISENO

El circuito que se implemento fue el siguiente:

Figura 1.

1. Se calcula la Zeq

Zi = R1||R2 = 500Ω

Zeq = XC = Zo + Zi = 550Ω

2. Se calcula C con la ecuacion N. 1

C =1

2πfXC=

1

2π(1000Hz)(550Ω)

C = 289,373 nF

3. Vi en alterna.

Vi = 5V

((500− j550)Ω

(500− j550)Ω + 500Ω

)Vi = (4,77− j0,227)V = (4,78V ∠− 2,73)

4. Vo en alterna.

Vo = 5V

(500Ω

(50 + 500− j550)Ω

)Vo = (3,21V ∠45)

5. Vi en directa es 0V ya que el capacitor impide el pasode corriente directa.

2

6. Vo en directa.

Vo = 12V

(500

500 + 500

)= 6V

7. Se analizo el circuito en el simulador QUCS, obteniendolas graficas siguientes.

Figura 2. Grafica de voltajes en tiempo, se observa el desface de las senalesalternas con respecto a la senal de entrada E. Vi con −2,73 y Vo con 45

ademas del desplazamiento que provoca el voltaje DC.

8. Se simulo el mismo circuito pero variando la frecuencia,obteniendo la siguiente tabla de voltajes.

f (Hz) Vi (Vpp) Vo (Vpp) 20 log10 (Vo/Vi) (dB)10 5 0.04 -41.938200260161320 5 0.1 -33.9794000867204100 5 0.46 -20.7242434530889200 4.98 0.9 -14.85973666640791000 4.78 3.22 -3.431440498325762000 4.64 4.02 -1.2458385494082210k 4.56 4.32 -0.46962191699045820k 4.56 4.38 -0.349814643206712100k 4.54 4.5 -0.076866781635204

V. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO

Generador de funciones Tektronix AFG 3021B 25MHz.Osciloscopio Tektronix TDS 2022C 200MHz.Multımetro Digital MU118Protoboard 270 perforaciones.2 Resistencias 1kΩ2 Capacitores: 224nF, 68nFCable para protoboard

VI. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA

1. Se monto fısicamente el circuito basado en la Fig. 1.los capacitores se colocaron en paralelo, ya que conesta configuracion la capacitancia se suma, dando comovalor teorico 292nF que ya esta cercano al valor que sedeseaba para el circuito.

Figura 3. Montaje fısico del circuito.

2. Lectura en DC de Vo y Vi con el Multımetro.

Figura 4. Medicion en DC. Vo = 6,03V

Figura 5. Medicion en DC. Vi = 0,02V

3. Lectura de voltajes en AC con el osciloscopio.

3

Figura 6. Medicion en AC. Vo = 3,20V , Vi = 4,96V

4. De igual manera que en la simulacion, se extrajouna lista de voltajes de entrada y salida a distintasfrecuencias.

f (Hz) Vi (Vpp) Vo (Vpp) 20 log10 (Vo/Vi) (dB)10 5.2 0.12 -32.736441951743520 5.2 0.16 -30.2376672195775

100 5.2 0.44 -21.4510133429722200 5.16 0.8 -16.1911942927054

1000 4.96 3.2 -3.806633963405832000 4.8 4.2 -1.1598389395537310k 4.76 4.8 0.07268569310188120k 4.72 4.8 0.145984774829988

100k 4.7 4.8 0.182867588797394

VII. RESULTADOS

Tabla de voltajes de entrada y salida, en AC y DC:

Medicion Calculo %εAC Vo 3.20V 3.21V 0.311526AC Vi 4.96V 4.78V 3.76569DC Vo 6.03V 6V 0.05DC Vi 0.02V 0V indefinido

Graficas de ganancia en dB:

Figura 7. Grafica obtenida con GNU Octave en escala de frecuenciaslogarıtmica

VIII. CONCLUSIONES

Esta practica requirio de recordar conocimientos adquiridosen circuitos electricos para hacer el analisis en DC y AC.El calculo no es muy detallado debido a que los datosfueron procesados en la calculadora ti-nspire CX CAS, quefacilita mucho el trabajar con complejos tanto en su formapolar como en rectangular y conversiones entre si. Hay quemencionar que, es muy importante el poder calcular el angulode desface que sufre la senal debido a la reactancia capacitiva,y eso se pudo observar tanto en la grafica de la simulacioncomo en la medicion con el osciloscopio.

Otro punto que hay que destacar de esta practica es elefecto que tiene el voltaje de DC en Vo, ya que como sevio en las graficas de voltaje en tiempo, la senal de salidaesta desplazada del origen 6V en el eje y positivo. Se debetener en cuenta que al trabajar con Vpp no se esta tomandoen cuenta tal efecto. Esto en principio fue confuso ya que elsimulador entrega Vp y pareciera que si se desea convertira Vpp solo hay que multiplicar por 2; sin embargo conuna senal desplazada del origen, ya no es ası. Lo que sehizo fue que al valor Vp se le resto los 6V de directapresentes en Vo, y al resultado se multiplico por 2, de estaforma es que se obtuvo la tabla de voltajes simulados a variasfrecuencias, que se muestra en el punto 8 de la seccion Diseno.

En la tabla de resultados, al sacar el porcentaje de errorse presento una division por cero, es por eso que se dejoindicado como indefinido.

De la misma forma que para esta practica se requirieronconocimientos de otras materias, sin duda lo aprendido aquısera de gran apoyo para abordar los temas siguientes de estemismo curso.

IX. BIBLIOGRAFIA

-Robert, B., & Louis, N. (2009). Electronica, Teorıa deCircuitos Electronicos.