Amplificador operacional proporcional integral derivativo
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Análisis DE SEÑALES
Implementación de Osciladores y Multivibradores en Circuitos Integrados
Objetivos.-
General.-
- Realizar la implementación de circuitos osciladores y multivibradores sobre la base de circuitos integrados.
Específicos.-
- Que el estudiante desarrolle habilidades en el reconocimiento, montaje y cálculo de diversos circuitos osciladores y multivibradores implementados con componentes discretos e integrados.
- Que el estudiante aprenda a manejar las herramientas y técnicas disponibles para el montaje de circuitos con componentes reciclados de placas de circuitos electrónicos.
- Que el estudiante adquiera destrezas en el manejo de los diferentes equipos e instrumentos usados en la medida de componentes y circuitos osciladores y /o multivibradores.
Cuestionario.-
Que carácterísticas tienen los multivibradores en base a compuertas lógicas
Los circuitos lógicos vistos anteriormente, son circuitos combinatorios cuyos niveles de salida, en cualquier instante, dependen de los valares de las entradas en ese momento. Cualquier condición anterior al nivel de entrada no afecta a las salidas, porque los circuitos combinatorios no tienen memoria.
La Figura 1, ilustra un diagrama a bloques de un circuito secuencial digital que conjuga compuertas lógicas combinatorias con dispositivos de memoria. La porción combinatoria acepta señales lógicas de entradas externas y de las salidas de los elementos de memoria. El circuito combinatorio opera sobre esas señales a fin de producir diversas salidas, algunas de las cuales se utilizan para determinar los valores binarios que se almacenarán en los elementos de memoria.
Las salidas de algunos elementos de memoria, a su vez, se dirigen hacia las entradas de las compuertas lógicas en los circuitos combinatorios. Este proceso indica que las salidas externas de un sistema digital son una función de sus entradas externas y de la información almacenada en los elementos de memoria. El elemento de memoria más importante es el multivibrador biestable (flip-flop, por su nombre en inglés), el cual está formado por un ensamble de compuertas lógicas. Aunque una compuerta lógica no tiene la capacidad de almacenamiento, pueden conectarse varias de ellas de manera que permitan almacenar información.
De la Figura 1, se tienen las siguientes definiciones:
Estados presentes: Son los valores que toman las variables secundarias (y1, y2,..., ym) debido a los estados siguientes y a las transiciones.
Estados siguientes: Son los valores que toman las variables de excitación (Y1, Y2,..., Ym) debido a los estados presentes.
Que son los osciladores controlados por voltaje
Un Oscilador controlado por tensión o VCO (Voltage-controlled oscillator) es un dispositivo electrónico que usa amplificación, realimentación y circuitos resonantes que da a su salida una señal eléctrica de frecuencia proporcional a la tensión de entrada. Típicamente esa salida es una señal senoidal, aunque en VCOs digitales es una señal cuadrada.
Cuando la entrada es 0V, el VCO tiene una señal con una frecuencia llamada frecuencia libre de oscilación y ante variaciones de la entrada, sube o baja la frecuencia de su salida de forma proporcional.
Una aplicación típica de los VCO es generar señales moduladas en frecuencia (FM). También son usados como parte de Bucles de enganche de fase. Suelen emplearse en aplicaciones electrónicas de comunicaciones.
En su construcción pueden emplearse distintos dispositivos, siendo los más habituales los diodos varicap y los cristales decuarzo.
Este tipo de osciladores suele presentar problemas debido a que los cambios de temperatura (humedad) afectan a la afinación del mismo.
Que tipos de osciladores utilizan cristales para determinar su frecuencia de operación
Cristales de Cuarzo
Algunoscristalesencontrados en la naturaleza presentan el efecto piezo-eléctrico. Cuando se aplica una tensión alterna a través de ellos, vibran a la frecuencia de la tensión aplicada de manera que inversa si mecánicamente se les obliga a que vibren, generan una tensión alterna de la misma frecuencia. Las principales sustancias que producen el efecto piezo-eléctrico son el cuarzo las sales de rochelle y la turmalina.
La piezo-electricidad es electricidad creada por una presión mecánica. En un material piezoeléctrico, al aplicar una presión mecánica sobre un eje, dará como consecuencia la creación de unacarga eléctricaa lo largo de un eje ubicado en un ángulo recto respecto al de la aplicación de la presión mecánica.
En algunos materiales, se encuentra que aplicando un campo eléctrico según un eje, produce una deformación mecánica según otro eje ubicado a un ángulo recto respecto al primero.
Las sales de rochelle tienen la mayor actividad piezoeléctrica Con una tensión alterna, vibran más que el cuarzo o la turmalina.
Mecánicamente, son los más débiles porque se quiebran muy fácilmente.
Estas sales se han empleado para hacer micrófonos, agujas fonocaptoras audífonos y altavoces. La turmalina muestra actividad piezoeléctrica mínima, pero es la más resistentede las tres. Es también la más cara de las tres Ocasionalmente se usa en frecuenciasmuy altas. El cuarzo ocupa un lugar intermedio entre la actividad piezoeléctrica de las sales de rochelle y la dureza de la turmalina.
El cristal de cuarzo es utilizado como componente de control de la frecuencia de circuitos osciladores convirtiendo las vibraciones mecánicas en voltajes eléctricos a una frecuencia específica.
Describir las principales carácterísticas del circuito integrado LM 741
Este circuito integrado contiene internamente un amplificador diferencial (es capaz de amplificar la diferencia de dos tensiones de entrada) construido principalmente a partir de transistores y resistencias. En las figuras se muestra su símbolo y aspecto real.
Símbolo del A.O. Aspecto real del A.O
Aunque el chip dispone de ocho patillas (pines) tres de ellas se reservan para funciones especiales el resto, tienen asignadas las siguientes funciones:
- Pin Nº 2: entrada de señal inversora.
- Pin Nº 3: entrada de señal no inversora.
- Pin Nº 6: terminal de salida.
- Pin Nº 7: terminal de alimentación positiva (Vcc)
- Pin Nº 4: terminal de alimentación negativa (-Vcc)
La alimentación del circuito puede realizar mediante una sola pila o mediante dos, en cuyo caso se denomina alimentación simétrica.
El amplificador operacional recibe este nombre porque inicialmente fue diseñado para poder realizar operaciones matemáticas con señales eléctricas formando parte de los denominados calculadores analógicos. Hoy en día se emplea en infinidad de aparatos e instrumentos de la industria, medicina. Etc...
Entre las carácterísticas más importantes que posee este circuito integrado, se pueden destacar:
- Alta impedancia (resistencia) de entrada: del orden de 1 M , lo cual implica que la intensidad de corriente por los terminales de entrada será despreciable.
- Baja impedancia de salida: del orden de 150 , pudiendo atacar cualquier carga (circuito) sin que su funcionamiento se modifique dependiendo del valor de ésta.
- Tensión máxima de alimentación: ±Vcc = ± 18 V. Implica que la tensión de salida nunca podrá superar a la de alimentación.
- Alta ganancia de tensión en lazo abierto (sin conectar ningún componente entre la salida y cualquiera de las entradas) con pequeños valores de tensión en los terminales de entrada se consiguen grandes tensiones de salida.
A continuación, se estudiará el amplificador operacional configurado para realizar funciones de:
- Amplificador inversor
- Amplificador no inversor
- Describir las principales carácterísticas del circuito integrado 7400.
El chip 7400, contiene cuatro NANDs. La segunda línea de números pequeños (7645) es un código de fecha, este chip fue manufacturado en la semana 45 de 1976. El sufijo N en el número de parte indica un empaquetado PDIP.
Por serie 7400 se conoce a los circuitos integrados digitales, originalmente fabricados en tecnología TTL (lógica transistor-transistor o en inglés transistor-transistor logic), que forman una subfamilia de semiconductores, dentro del campo de la electrónica digital. Fueron ampliamente utilizados en la década de 1960 y1970 para construir computadoras. Actualmente existen versiones de la serie fabricadas con tecnología CMOS.
Carácterísticas generales
Las carácterísticas destacables de estos componentes son las siguientes:
Tensión de alimentación
5 V, con una tolerancia (de 4,5 V a 5,5 V).
Niveles lógicos
Entre 0,2 V y 0,8 V para el nivel bajo (L) y entre 2,4 V y 5 V para el nivel alto (H), ya que estos chips son activados por altos y bajos, o también llamados 0 y 1, dígitos del sistema binario utilizados para estos usos en la electrónica.
Código identificador
El 74 para los comerciales y el 54 para los de diseño militar. Estos últimos son chips más desarrollados, ya que los de serie 74 soportan menos rangos de temperaturas.
Temperatura de trabajo
De 0 °C a 70 °C para la serie 74 y de -55º hasta los 125 °C para la 54.
Carácterísticas técnicas:
Circuito Integrado : 7400, 74LS00, 74S00
Operador : NAND
Tecnología : TTL
Puertas : 4
Entradas : 2 por puerta
Cápsula : DIP 14 pins
Las carácterísticas destacables de estos componentes son las siguientes:
Tensión de alimentación: 5 V, con una tolerancia (de 4,5 V a 5,5 V).
Niveles lógicos: entre 0,2 V y 0,8 V para el nivel bajo (L) y entre 2,4 V y 5 V para el nivel alto (H), ya que estos chips son activados por altos y bajos, o también llamados 0 y 1, dígitos del sistema binario utilizados para estos usos en la electrónica.
Código identificador: el 74 para los comerciales y el 54 para los de diseño militar. Estos últimos son chips más desarrollados, ya que los de serie 74 soportan menos rangos de temperaturas.
Temperatura de trabajo: de 0 °C a 70 °C para la serie 74 y de -55º hasta los 125 °C para la 54.
Describir las principales carácterísticas del circuito integrado XR2208
El multiplicador operativa xr 2208 combina un multiplicador de cuatro cuadrantes analógicos (o modulador), un amplificador separador de alta frecuencia y un amplificador operacional en un circuito monolítico que es ideal tanto para aplicaciones de procesamiento de señales analógicas de cálculo y las comunicaciones, como muestran en el diagrama de bloques funcionales , para la máxima versatilidad del multiplicador y secciones del amplificador operacional no están conectados internamente. Ellos pueden estar interconectadas, con un número mínimo de componentes externos, para realizar cálculos aritméticos, como la multiplicación, división, extracción square.Root, El amplificador operacional para las señales de entrada de bajo nivel, o como un amplificador de detección de correos para aplicaciones demodulador síncrono. Para el procesamiento de la señal, la salida del amplificador de tampón de alta frecuencia está disponible en el pin 15 Esta combinación amplificador multiplicador / tampón se extiende la pequeña señal de 3 dB de ancho de banda de 8 MHz y el ancho de banda de transconductancia 100MHz.
El XR2208 opera sobre una amplia gama de tensiones de alimentación, -4.5V + a + -16V. Los niveles actuales y de voltaje están regulados internamente para proporcionar una excelente fuente de alimentación estabilidad de temperatura rechazo.
Diagrama de bloque funcional
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Descripción del sistema el multiplicador operativa xr2208 contiene un multiplicador de cuadrante con un amplificador de memoria intermedia para una de las salidas diferenciales para Aplicaciones que requieren de aplicaciones de alta frecuencia. Las entradas tienen una respuesta dinámica de 4MHz (8 MHz para la entrada X) y un ancho de banda de 100 MHz transcductance para aplicaciones de detector de fase. El amplificador operacional totalmente independiente cuenta con alta ganancia y una relación de rechazo en modo común (90dB). El dispositivo puede ser alimentado por las tensiones de + -4.5VDC a + -16VDC.
7. Describir las principales carácterísticas del circuito integrado 4046
Descripción del producto.-
El HEF4046B es un enganche de fase del circuito de bucle que consta de un oscilador de voltaje controlado lineal (VCO) y dos comparadores de fase diferentes, con un amplificador de señal de entrada común y una entrada del comparador común. Un regulador de 7 V (Zener) diodo se proporciona para la regulación de la tensión de alimentación, si es necesario.
Carácterísticas
- Funcionamiento completamente estática
5 V, 10 V y 15 V calificaciones paramétricas
Estandarizadas carácterísticas de salida simétrica
Opera en todo el rango de temperatura industrial de -40 ℃ a +85 ℃
- Cumple con estándar JEDEC JESD 13-B
Describir las principales carácterísticas del circuito integrado 4001
Carácterísticas
* CI, LÓGICA, 4000, PUERTA NOR
* Logic IC Case Style:PDIP
* N.º of Pins:14
* Operating Temperature Range:-55?C to +125?C@ * Tipo de caja:PDIP
* Número base de CI lógica:4001
* Familia CI lógica:CD4000
* Función CI lógica:Quad 2-Input NOR Buffered B Series Gate
* Max Output Current:8.8mA
* Max Supply Voltage:15V
* Min Supply Voltage:3V
Circuito integrado NOR CMOS HE4001
Cuadro de propiedades | Norma CEI | Cápsula | |
Circuito Integrado: | HE4001 |
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Carácterísticas técnicas
Parámetro | VDD | Valor | UNIDAD | |
Típico | Máximo | |||
Tiempo de propagación nivel alto a nivel bajo tPHL | 5 | 65 | 130 | ns |
10 | 35 | 60 | ns | |
15 | 25 | 50 | ns | |
Tiempo de propagación nivel bajo a nivel alto tPLH | 5 | 40 | 80 | ns |
10 | 20 | 40 | ns | |
15 | 15 | 30 | ns | |
Tiempo de transición nivel alto a nivel bajo tPHL | 5 | 75 | 150 | ns |
10 | 30 | 60 | ns | |
15 | 20 | 40 | ns | |
Tiempo de transición nivel bajo a nivel alto tPLH | 5 | 60 | 110 | ns |
10 | 30 | 60 | ns | |
15 | 20 | 40 | ns |
Entradas | Salida | Tabla veritativa | |
I1 | I2 | O1 | La tabla veritartiva se llama de verdad y tabla de combinaciones. Expresa los valores de una expresión lógica para las diferentes combinaciones de los valores de las variables que figuran en la expresión. |
L | L | H | |
L | H | L | |
H | L | L | |
H | H | L |
TTL, acrónimo Inglés de Transistor-Transistor Logic o "Lógica Transistor a Transistor". Tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales, en los que los elementos de entrada de la red lógica son transistores, así como los elementos de salida del dispositivo. Las carácterísticas de la tecnología utilizada, en la familia TTL, condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de carácterísticas según el fabricante: Su tensión de alimentación carácterística se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H. La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor baza, ciertamente esta carácterística le hacer aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc. Y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz.
La electrónica digital de alta velocidad actual se encuentra dominada por dos tecnologías fundamentales: una basada en la lógica transistor-transistor (TTL) y la otra en la lógica MOSFET complementario (CMOS).
En electrónica digital, los dos posibles estados binarios se representan mediante tensiones y se conoce como tecnología TTL. Esta particularidad presenta una gran diferencia entre los sistemas digitales y los analógicos. En los digitales, el valor exacto de la tensión no es importante; por ejemplo, una tensión de 3,6 V tiene el mismo significado que una tensión de 4,5 V. En los sistemas analógicos, el valor exacto es muy importante. Eso implica que los sistemas digitales son más inmunes al ruido; es decir, que una variación de la tensión, dentro del rango permitido, no es importante.