243003 29-trabajo final analisis de circuitos

ANÁLISIS DE CIRCUITOS 243003A_220

DESARROLLO DE LA PROPUESTA FINAL

PRESENTADO POR:

FREDY ARTURO TAUTIVA COD. 86.042.906

YULY PAULIN BERNAL VARGAS COD. 1.088.039.728

TUTOR: MANUEL ENRIQUE WAGNERGRUPO: 243003_29

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS

CEAD_ACACIAS

MAYO DE 2015

INTRODUCCION

En el desarrollo de esta actividad está basada en la solución de un circuito RLC

utilizando filtros, la cual será desarrollada por medio del aprendizaje adquirido durante las

actividades anteriores del curso. Es necesario que el circuito sea simulado para ver su

efectividad y seguir las indicaciones dadas en la guía de Trabajo final.

OBJETIVOS

1. Diseñar y construir un circuito que permita filtrar las señales deseadas y elimine los

ruidos que interfieren en la comunicación.

2. Verificar culés son las frecuencias que se encuentran fuera de los 5MHz y los 12

MHz; las cuales se clasifican como ruidos no deseados.,

3. Hallar los valores de Impedancia Total, Corriente total, Potencia del circuito y

Obtener el diagrama de bode.

CIRCUITO RLC: es un circuito lineal que contiene una resistencia eléctrica, una

bobina (inductancia) y un condensador (capacitancia). Existen dos tipos de circuitos RLC,

en serie o en paralelo, según la interconexión de los tres tipos de componentes. El

comportamiento de un circuito RLC se describen generalmente por una ecuación

diferencial de segundo orden (en donde los circuitos RC o RL se comportan como circuitos

de primer orden).

Con ayuda de un generador de señales, es posible inyectar en el circuito

oscilaciones y observar en algunos casos el fenómeno de resonancia, caracterizado por un

aumento de la corriente (ya que la señal de entrada elegida corresponde a la pulsación

propia del circuito, calculable a partir de la ecuación diferencial que lo rige).

IMPLEMENTACIÓN DE FILTROS

El proceso de diseño de filtros consiste en encontrar una función de transferencia

que cumpla las especificaciones dadas. Una vez conseguida, tenemos que implementar un

circuito electrónico cuya función de transferencia sea precisamente ésta. A la hora de

implementar el filtro podemos elegir entre filtros activos o filtros pasivos. Esta elección

dependerá de la aplicación en cuestión.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS FILTROS ACTIVOS FRENTE A LOS

PASIVOS:

Ventajas:

Posibilidad de obtener impedancia de entrada elevada e impedancia de salida baja.

Posibilidad de conexión en cascada.

Eliminación de las bobinas.

Posibilidad de integración.

Fabricación barata.

Posibilidad de amplificación.

Inconvenientes:

Necesidad de una fuente de alimentación, normalmente simétrica.

Limitación de la tensión de salida a la tensión de saturación de los operacionales.

Limitación de uso a frecuencias por debajo de la de corte del amplificador (Aplicaciones de

Audio)

DIAGRAMA DE BODE: Es una representación gráfica que sirve para caracterizar

la respuesta en frecuencia de un sistema. Normalmente consta de dos gráficas separadas,

una que corresponde con la magnitud de dicha función y otra que corresponde con la fase.

Recibe su nombre del científico estadounidense que lo desarrolló, Hendrik Wade Bode.

Es una herramienta muy utilizada en el análisis de circuitos en electrónica, siendo

fundamental para el diseño y análisis de filtros y amplificadores. El diagrama de magnitud

de Bode dibuja el módulo de la función de transferencia (ganancia) en decibelios en

función de la frecuencia (o la frecuencia angular) en escala logarítmica. Se suele emplear

en procesado de señal para mostrar la respuesta en frecuencia de un sistema lineal e

invariante en el tiempo.

PROBLEMA PLANTEADO:

Se requiere un sistema que permita filtrar las señales deseadas y eliminar los ruidos

que interfieren en la buena comunicación. Las comunicaciones que se están realizando

pertenecen a frecuencias entre 5 Mhz y 12 Mhz, las frecuencias que se encuentran fuera de

estos rangos se clasifican como ruidos no deseados y por lo tanto deben ser eliminados o

reducidos al máximo

El circuito se realizará mediante circuitos RLC utilizando filtros, además será

implementado y/o simulado para verificar su efectividad cuando se apliquen las frecuencias

de entrada, el diseño que el grupo realice es necesario hallar los siguientes valores:

1. Impedancia Total (con la frecuencia más alta y más baja)

2. Corriente total (A)

3. Potencia del circuito

4. Obtener el diagrama de Boden del diseño

SIMULACION FASE 1

RESISTENCIA TOTAL DEL CIRCUITO

SIMULACIONES EN DIFERENTES PUNTOS

SIMULACION CON OSILOSCOPIO

1.

Z=IMPEDANCIA y esta formada por todos los circuitos

Frecuencia 1=5mhz (mas baja)

Frecuencia 2=12 mhz (mas alta)

Z=VI

V= TensiónI= corrienteL= inductanciaC=capacidad

Z=√R2+(X 1+XC)2

R=Resistencia

X L=Reactancia Inductiva

X c=ReactanciaCapacitiva

Hallamos: Xl: ω.L

ω=2πF

F= Frecuencia

Para hallar Zt decimos:

Xl=ω.l→2 πF . l→ parahallar la frecuenciamasbaja

Xl=2 π (5mhz ) .l

Xl=10 πl

Xc= 1ω.c

= 12 πP .C

= 12π (5nhz ) . c

Xc= 110π . c

X=Xl−Xc

X=10πl−10πc

R

L

c

Z

Z1=√R2+ (10 πl−10 πc) Impedancia Total para la frecuencia más baja

Z2=para la frecuenciamas alta

Z=√R2+(X 1+XC)2

Xl=2 πF . l=2π (12mhz ) l

Xl=24 πl

Xc= 12πF .c

Xc= 124 π . c

E=Tension=V

Zt=√R2+(24 πl− 124π . c ¿)¿

2. Calculo de Corriente

I= EZT

= E

VR2+(24 π . l− 124 π .c

)↔ E

VR2+(10 π .l− 110π . c

)

3. Calculo de potencia (en cada punto)

V⃗ R=R⃗ . I⃗

V⃗ c= X⃗c . I⃗

V⃗ c=1

10πc. I⃗

R

L

c

E

V⃗ c=

110 πc

∗E

VR2+(10 π .l− 110 π .c

)

V⃗ L= X⃗l . I⃗

V⃗ L=10πl . I⃗

V⃗ L=10 πl∗E

√R2+(10 πl− 110πc

)

V max=( R⃗ . I⃗ )+(1

10πc∗E

VR2+(10 π . l− 110π . c ))+(10 πl∗E

√R2+(10πl− 110 πc ) )

Para la frecuencia baja

V⃗ R=R⃗ . I⃗

V⃗ c= X⃗c . I⃗

V⃗ c=1

24 πc. I⃗

V⃗ c=

124 πc

∗E

VR2+(24 π . l− 124 π . c

)

V⃗ L= X⃗l . I⃗

V⃗ L=24πl . I⃗

V⃗ L=24 πl∗E

√R2+(24 πl− 124πc

)

V max=( R⃗ . I⃗ )+(1

24 πc∗E

VR2+(24 π .l− 124 π . c ))+(24 πl∗E

√R2+(24 πl− 124 πc ))

Para la frecuencia alta

CONCLUSION

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Bodehttp://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Ec1181ele/Material/Circuitos%20RLC/implementacion%20filtros.pdfhttp://www.labc.usb.ve/paginas/mgimenez/Ec1181ele/Material/Circuitos%20RLC/Circuitos%20RLC.pdf