comprador de venta

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE

Facultad de Ingeniería Electrónica

Comparador de ventana

Andrés Felipe Gómez A [email protected]

Introducción

En esta se pusieron en práctica los conceptos visto integradores y comparador de ventana , también nos dio la oportunidad de investigar sobre osciladores triangulares y como se pueden generar a partir de una fuente DC, sin utilizar un generador de funciones. También se observar el comportamiento del comparador de ventana.

Resumen

En esta práctica se realizó un oscilador de onda triangular con un voltaje de salida de 8VpK-VpK a una frecuencia de 100HZ, y a partir de esta onda, integramos y generamos un onda sinusoidal con un voltaje de salida de 6Vpk-Vpk con una frecuencia de 100Hz. Luego de realizar estas onda triangular y sinusoidal, se realizaros 2 configuraciones de comparador de ventana, las cuales se les proporcionaron unos Voltajes referencia de .Los Cuales se pudieron sacar gracias a un divisor de voltaje como se muestra a continuación:

(

(

))

Y cabe recalcar que en la práctica solo se utilizaron una fuente dual y amplificadores operacionales.

Pero en los circuitos mostrados a continuación se muestran fuentes de 2 voltios que se colocan por estética

Integrador

Es un circuito que ejecuta la operación matemática llamada integración. Su aplicación más frecuente es la producción de rampa de tensión de salida, la cual supone un incremento o un decremento lineal de tensión. Se le denomina también integrador de Miller, en honor a su inventor.

Planteando la LCK en la ilustración1: integrador, se puede determinar el comportamiento del integrador y saber que la corriente entrada es:

Ilustración 1: Integrador

Se sabe que debido a los efectos de la tierra.

Teniendo en cuenta que la corriente del capacitor está dada por:



Remplazando

∫

De aquí se obtiene que la razón de cambio de voltaje es

(ecuación1)

Por regla general

Oscilador de onda triangular

Utiliza un comparador basado en amplificadores operacionales, con configuración de histéresis para realizar la conmutación de funciones. Como lo muestra la ilustración 2: Oscilador onda triangular

Ilustración 2: oscilador onda triangular

El voltaje de salida del comparador, está a su máximo nivel negativo, la salida se conecta a la entrada inversora del integrador mediante y el cual produce una rampa que se dirige a su nivel positivo en la salida del integrador. Cuando el voltaje de la rampa alcanza el punto de disparo (UTP), el comparador cambia a su nivel positivo máximo. Este nivel positivo hace que la rampa del integrador cambie

a una dirección negativa. La rampa continúa en esta dirección hasta que alcanza el punto de disparo inferior (LTP) del comparador. En este punto, la salida del comparador cambia de vuelta al nivel negativo máximo y el ciclo se repite.

Ilustración 3: Comparación de onda cuadrada y triangular

Como se puede observar en la ilustración 3: comparación de onda cuadrada y triangular, la amplitud de la onda cuadra esta dada por la alimentación con la cual se alimentan los amplificadores operacionales. La amplitud de la onda triangular está determinada por el voltaje de salida del comparador y las resistencias como se muestra en la ilustracion2: Oscilador onda triangular, las cuales establecen los valores de UTP(voltaje superior) y LTP( voltaje inferior) los cuales están definidos por las siguientes formulas:

(

) Ecuación 2

(

)

La frecuencia de ambas ondas depende de la constante de tiempo para calcular la frecuencia de salida de la siguiente manera

(

) Ecuación 3



Comparador o Detector de

ventana

Un detector de ventana indica cuando una señal de voltaje dada se encuentra dentro de una banda o ventana especifica. Esta función se hace a partir de un par de detectores de nivel cuyos voltajes de umbral y

Ilustración 4:Comparadoro detecctor de Ventana

Como se puede observar en la ilustración 4: Comparador de ventana o detector de ventana, ingresamos un

voltaje al comparador o detector de ventana, y podemos observar el siguiente comportamiento mientras tanto los transistores ( y ) están apagados , en ese

momento se eleva a hasta su voltaje máximo es decir, para producir un pulso de salida Alto. Pero sin embargo, puede salirse de los

rangos establecidos por . En este momento alguno de los transistores de los comparadores se encenderá y

mandara estas señal a tierra provocando que este en cero.

Cálculos y simulación

Oscilador de onda triangular

Se hace uso de las ecuaciones 2 y 3 para determinar los valores de los elementos que componen el oscilador de onda

Se fijan los siguientes valores

V,

(

)

Se reemplazan los valores

(

)

Se establece que

Por ende

(

)

(

)



Simulación Oscilador de onda

triangular

Ilustración 5: Circuito Oscilador de onda triangular

Ilustración 6: Onda triangular simulada

Onda triangular Práctica

Ilustración 7: Onda triangular montada

Integrador

En esta etapa se toma la onda

triangular, se integra para generar una

onda sinusoidal.

Para poder calcular el integrador se

utiliza la ecuacion1, ya mencionada

Se establece que se trabajará con un

condensador ( )



Ilustración 8: circuito del Integrador

Ilustración 9: sinusoidal integrando una onda triangular

Comparadores de ventana

Comparador de ventana1

La ilustración 10. Muestra una configuración de comparador de ventana la cual tiene como característica principal entregar un flanco alto positivo, mientras la señal de entrada, la cual se ubica en la ventana o rango determinados, es: . La señal Vin de entrada se ubica en el Suwhict s2

como se muestra en la ilustracion10

Ilustración 10:Circuito Comparador de Ventana de flanco alto positivo

Ilustración 11: simulación de ondas Comparador de Ventana de flanco alto positivo

Como se puede a preciar en la ilustración 11: ondas del comparador de ventana de flaco alto positivo, se puede ver una onda sinusoidal la cual ingresa al comparador con una amplitud de 5,91VpK-vpk, y los voltajes de ventana representados por las líneas horizontales superior e inferior que se muestran en la ilustrcion11, las cuales tienen un valor de 2 y -2V. También se puede apreciar una onda cuadrada la


Facultad de Ingeniería Electrónica cual representa el funcionamiento del comparador, el cual indica cuando la onda sinusoidal se encuentre en el rango determinado, la señal cuadrada se encontrara a un nivel alto, pero cuando la señal sinusoidal sale del rango la onda de salida expresara un nivel bajo .

Comparador de ventana practico1

Ilustración 12: Ondas del comparador de Ventana de flanco alto positivo, Practico

Para poder comprobar la eficacia del circuito se puede comparar la

ilustacion11, que son los valores simulados del comparador con lo valores reales que está representado en la ilustracion12 que son los valores prácticos los cuales se comprobaron en el laboratorio. Al estudiar esta ilustrcion12. Se hace notorio que los valores prácticos dan muy aproximados a la simulación ya que la onda sinusoidal tiene una amplitud 5,68V, y la onda cuadra tiene el mismo comportamiento de la simulación pero con una amplitud de 1 1,8V. También se puede observar que la frecuencia de entrada es 100Hz pero la salida son 200Hz tanto en la simulación como en la vida real.

Comparador de ventana 2

La segunda configuración que se muestra en del comparador de ventana de flanco bajo cuando la señal de entrada se encuentra dentro del nivel de ventana.

Ilustración 13: Circuito del comparador de ventana de flacos bajo



Ilustración 14: ondas de salida del comparador de ventana

Como se puede observar en la ilustración 14 se está ingresando una señal triangular de 8Vpk-pk la cual, está pasando por los niveles de referencia que se definieron: 2v y -2v. en el grafico se puede observar: cuando la señal triangular está dentro de nuestro rango de ventana, la onda cuadrada esta en un nivel bajo , pero cuando la señal triangular sale de los límites de la ventana la señal cuadrada está en un nivel alto.

Comparador de ventana practico 2

Ilustración 15: ondas de salida del comparador de ventana Práctico

Como se ver en la ilustración16: onda de

salida del comparador de venta práctico.

Podemos observar que el valor de la

amplitud dela onda triangular es de

8.08VPk-Pk y el valor de los limites

inferior y superior es y al

observar con cuidado podemos notar que

mientras la señal triangular se

encuentra dentro de los rangos de

voltaje la señal cuadrada está en un nivel

bajo , pero cuando señal triangular sale

la onda cuadrada está en un nivel alto.

Conclusión

Los comparadores de ventana se

emplean en pruebas sobre

líneas de producción para

eliminar los circuitos que no

cumplen con las tolerancias

dadas. En estas y en otras

pruebas automáticas y

aplicaciones de medición, los

voltajes son

proporcionados por

computadoras a través de

convertidores D-A

En la práctica se determinó que

en el circuito integrador se puede

controlar la amplitud de la onda

de salida de este simplemente

modificando el condensador de

retroalimentación. Esto se puede

notar en la ilustración8 que el

condensador calculado difiere del

simulado en un 75% de su valor

En la práctica también se noto

que entre mas grande fuese el

condensador del integrador,

era más sensibles a señales de

interferencia, las cuales inducían

a que la onda sinusoidal saliera

deforme.

Bibliografía



[1]. Floyd .“Dispositivos Electrónicos”

8ª.ed.Pearson Prentice Hall

[2]. S . Franco. “Diseño con

amplificadores Operacionales y Circuitos

Integrados Analógico”, 3a. ed.Mc Graw

[3]. P. Albert Malvino “Principios De

Electrónica” edicion6a de 1990 editorial

Mc Graw Hill.

[4]A. Pertence Junior “Amplificadores

Operacionales y Filtros Activos” ed.Mc

Graw

[5]. H. Andrés Masías “.Diapositivas del

curso de electrónica 2”

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