electronica basica(ime p2012) 2014-2

Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Estudios Superiores Cuautitln

Departamento de Ingeniera

Seccin Electrnica

Electrnica Bsica

Prcticas de laboratorio

IME

SEMESTRE 2014 - 2

Asignatura Electrnica Bsica

Clave de la carrera 11135 Clave de la asignatura 1520

Fecha de elaboracin: 2003 Autor: Ing. Jos Ubaldo Ramrez Urizar

Ing. Jos Ubaldo Ramrez Urizar

2014-2 1

Laboratorio de Electrnica Bsica



Ingeniera Mecnica Elctrica

(IME)

OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA

Al finalizar el curso el alumno conocer las caractersticas y el funcionamiento de los dispositivos electrnicos bsicos, empleados en el control de los sistemas electromecnicos. Adems comprobar el

funcionamiento de los dispositivos electrnicos bsicos a travs de la implementacin de circuitos de

aplicacin tpicos.

OBJETIVOS DEL LABORATORIO

Comprobar con datos experimentales el funcionamiento de circuitos bsicos en electrnica analgica y digital.

Analizar, comprender en forma prctica el funcionamiento de los circuitos electrnicos bsicos y sus aplicaciones en la industria.

INTRODUCCIN

Este manual de prcticas de laboratorio, es una introduccin sobre electrnica. Los alumnos aprendern los

principios bsicos del funcionamiento de circuitos analgicos y digitales en un laboratorio prctico y real. Se

trabajan con dispositivos electrnicos como: resistencias, capacitores, diodos, transistores, as como

componentes integrados como: Amplificadores operacionales y TTL. Adems, los alumnos se introducirn en

el manejo adecuado y eficiente del equipo como: multmetros digitales, osciloscopios, generadores de

funciones y fuentes de voltaje.

Para un mejor aprendizaje de este manual de laboratorio es recomendable que el alumno lea el contenido de

cada una de las prcticas antes de desarrollarla.

INSTRUCCIONES PARA LA ELABORACIN DEL REPORTE

Los reportes debern tener la portada que se indica a continuacin.



Laboratorio de:___________________________________________ Grupo:___________

Profesor:__________________________________________________________________

Alumno:__________________________________________________________________

Nombre de Prctica:_____________________________________ No de prctica:_____

Fecha de realizacin:__________ Fecha de entrega:__________ Semestre:_________

Adems debern basarse en la siguiente metodologa: nombre de la prctica, objetivo(s),

introduccin, equipo, material, procedimiento experimental, cuestionario, conclusiones y

bibliografa.

CONTENIDO


2014-2 2





(IME)

REGLAMENTO DE LABORATORIO

1. Dentro del laboratorio queda estrictamente prohibido. a. Correr, jugar, gritar o hacer cualquier otra clase de desorden. b. Dejar basura en las mesas de trabajo y/o pisos. c. Sentarse sobre las mesas d. Fumar e. Introducir alimentos y/o bebidas. f. Introducir cualquier objeto ajeno a las prcticas de laboratorio, tales como: televisiones, equipos de

sonido (aun con audfonos) excepto algn equipo para realizar las prcticas

g. La presencia de personas ajenas en los horarios de laboratorio. h. Dejar los bancos en desorden. i. Mover equipos o quitar accesorios de una mesa de trabajo a otra sin el consentimiento previo del profesor

de laboratorio en turno.

j. Usar o manipular el equipo sin el conocimiento previo del profesor. k. Rayar las mesas del laboratorio. l. Energizar algn circuito sin antes verificar que las conexiones sean las correctas (polaridad de las fuentes

de voltaje, multmetro, etc.).

m. Hacer cambios en las conexiones o desconectar equipo estando est energizado. n. Hacer trabajos pesados (taladrar, martillar, etc.) en las mesas de las prcticas, para ello se cuenta con

mesas especiales para este tipo de trabajos.

2. Verifique las caractersticas de los dispositivos electrnicos con el manual o pregunte a su profesor de laboratorio.

3. Es responsabilidad del usuario revisar las condiciones del equipo del laboratorio al inicio de cada prctica y reportar cualquier anomala que pudiera existir (prendido, daado, sin funcionar, maltratado, etc.) al

profesor del laboratorio correspondiente.

4. Es requisito indispensable para la realizacin de las prcticas, que el alumno cuente con su manual completo y actualizado al semestre en curso, las cuales podrn obtener en:

http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria.

5. El alumno deber traer su circuito armado para poder realizar la prctica, de no ser as no podr realizar dicha prctica (donde aplique) y tendr una evaluacin de cero.

6. Quien requiera hacer uso de las instalaciones de laboratorio para desarrollar trabajos, prcticas o proyectos, es requisito indispensable que est presente el profesor responsable atendiendo a los alumnos, en caso

contrario no podrn hacer uso de dichas instalaciones.

7. Correo electrnico del buzn para quejas y sugerencias para cualquier asunto relacionado con los Laboratorios de Electrnica. ([email protected])

8. La evaluacin del laboratorio, ser en base a lo siguiente:

A - (Acreditado); Cuando el promedio total de todas las prcticas de laboratorio sea mayor o igual

a 6 siempre y cuando tenga el 90% de prcticas acreditadas en base a los criterios de

evaluacin.

NA - (No Acreditado); No se cumpli con los requisitos mnimos establecidos en el punto anterior.

NP - (Nunca se presento); con o sin asistencia pero que no haya entregado reporte alguno

9. Los casos no previstos en el presente reglamento sern resueltos por el Jefe de la Seccin.

NOTA: En caso de incurrir en faltas a las disposiciones anteriores, el alumno ser acreedor a las siguientes

sanciones por parte del profesor de laboratorio segn sea el caso y la gravedad.

Baja temporal del grupo de laboratorio al que est inscrito.

Baja definitiva del grupo de laboratorio al que est inscrito.


2014-2 3





(IME)

Contenido. 1

Reglamento de laboratorio 2

ndice 3

Prctica 1. Introduccin al Laboratorio de Electrnica Bsica. 4

Prctica 2. Circuitos Rectificadores. 14

Tema II de la Asignatura

Prctica 3. Circuitos con Diodos. 17


Prctica 4. Fuente de Poder. 20


Prctica 5. Polarizacin del Transistor Bipolar de Juntura (TBJ) 24

Tema III de la Asignatura

Prctica 6. Amplificador con TBJ. 27

Tema III de la Asignatura

Prctica 7. Amplificador Operacional, Circuitos Bsicos. 29

Tema IV de la Asignatura

Prctica 8. El Integrador y el Derivador. 32

Tema IV de la Asignatura

Prctica 9. Compuertas Lgicas. 35

Tema V de la Asignatura

Prctica 10. Aplicacin de las Compuertas Lgicas. 38

Tema V de la Asignatura

Bibliografa. 42

Hojas Tcnicas. 43

NDICE


2014-2 4





(IME)

OBJETIVOS

Conocer el manejo y uso del equipo que se utiliza en el laboratorio para la realizacin de las prcticas. Se pretende que en la 2da 3ra prctica el alumno aprenda a utilizarlo adecuadamente.

INTRODUCCIN

Para la comprobacin de los diferentes circuitos que se armarn en este laboratorio se har uso de equipo,

tanto para alimentar el circuito como para hacer las debidas mediciones. El equipo a utilizar viene listado en

cada una de las prcticas y puede ser:

Fuente de voltaje. Generador de seales o generador de funciones. Multmetro. Osciloscopio. Tableta de conexiones.

ACTIVIDADES PREVIAS A LA PRCTICA

1. Indique los colores que debe presentar cada una de las resistencias del siguiente circuito. 2. Para el siguiente circuito obtenga: voltaje, corriente y potencia de cada una de las resistencias,

anotando los resultados en una tabla.

EQUIPO

Fuente de voltaje.

Generador de funciones.

Multmetro.

Osciloscopio.

Tableta de conexiones.

MATERIAL

Juegos de bananas y caimanes

1 Resistencia de 560 a watt R1


PRCTICA 1. INTRODUCCIN AL LABORATORIO DE ELECTRNICA BSICA


2014-2 5





(IME)




DESCRIPCIN DEL EQUIPO

TABLETA DE CONEXIONES

Tableta blanca y de forma rectangular, figura 1.1, en la figura se observa cmo estn dispuestas las

conexiones internas de la tableta. Los orificios visibles en la superficie de la tableta indican cmo estn

conectados estos internamente.

Figura 1.1

1. La lnea horizontal superior e inferior es un solo nodo, es decir, todos los puntos estn unidos. 2. Las lneas verticales superior e inferior son un grupo de cinco puntos unidos entre s, siendo

independientes una de otra lateralmente.

3. El espacio central se utiliza para el armado de circuitos que utilizan circuitos integrados (CI) debido a la disposicin de terminales en ambos lados de stos.

FUENTE DE VOLTAJE

Suministra el voltaje y la corriente necesarios para hacer funcionar los circuitos utilizados en las prcticas.

Tiene dos pantallas LCD separadas, para voltaje (verde) y corriente (roja) ambas son salidas variables como

se observa en la figura 1.2.

La fuente de la figura 1.2 posee dos salidas variables que pueden operar independientemente, en modo serial

o en paralelo con un arreglo de perillas maestras de control de voltaje y corriente del tipo push - pull (empujar

o jalar).

MODO INDEPENDIENTE

En este modo las dos fuentes son independientes; las perillas maestras de control de voltaje y corriente deben

estar empujadas (PUSH).

MODO SERIAL

En este modo la salida est disponible a travs de la terminal positiva de Master y la Negativa de Slave.


2014-2 6





(IME)

1. Jale (PULL) la perilla de ajuste de voltaje Master (10). El led amarillo (14) se encender para indicar el modo serial.

2. Gire la perilla de ajuste de corriente de Slave (19) en sentido de las manecillas del reloj al mximo.

Fije el voltaje de salida mediante la perilla de ajuste de voltaje de Master. La pantalla de Master exhibir la

mitad del voltaje de la salida efectiva entre las terminales positiva y negativa.

MODO PARALELO

En este modo el voltaje de salida corresponde al valor establecido por Master y la corriente de salida es el

doble del valor establecido por Master.

1. Jale la perilla de ajuste de corriente de Master (11). El led amarillo (15) se encender indicando el modo de rastreo en paralelo.

2. Gire las perillas de control de voltaje (18) y de corriente (19) de Slave en sentido de las manecillas del reloj al mximo.

3. Fije el voltaje de salida con la perilla de ajuste de voltaje de Master. La corriente de salida ser el doble de la corriente del Master.

Figura 1.2

La descripcin del panel frontal de la fuente de voltaje, figura 1.2 es:

1. Interruptor de encendido. Al empujar el interruptor a la posicin ON se enciende la pantalla de LED para indicar el encendido

2. Terminal de salida negativa de la fuente Fixed 5V/3 A (negra) 3. Terminal de salida positiva de la fuente Fixed 5V/3 A (roja) 4. LED indicador de sobre flujo (rojo) para la fuente Fixed 5. Terminal de salida negativa Mster 0-32V/0-3 A (negra) 6. Terminal de tierra Mster (verde) 7. Terminal de salida positiva Mster 0-32V/0-3 A (roja) 8. LED de modo C.C. (rojo) del Mster para indicar corriente constante 9. LED de modo C.V. (verde) del Mster para indicar voltaje constante 10. Perilla de ajuste de voltaje Mster con interruptor pull y push para el modo de rastreo serial y

paralelo junto con interruptor pull de la perilla de ajuste de corriente

11. Perilla de ajuste de corriente Mster con interruptor pull y push para el modo de operacin paralelo 12. Pantalla Mster de 3 dgitos de LED verde de 0.56 indicadora del voltaje 13. Pantalla Mster de 3 dgitos de LED roja de 0.56 indicadora de corriente


2014-2 7





(IME)

14. LED indicador de modo serie (verde) 15. LED indicador de modo paralelo (rojo) 16. Pantalla Slave de 3 dgitos de LED verde de 0.56 indicadora del voltaje 17. Pantalla Slave de 3 dgitos de LED roja de 0.56 indicadora de corriente 18. Perilla de ajuste para el voltaje de salida Slave cuando se opera en modo C.V. 19. Perilla de ajuste para la corriente de salida Slave cuando se opera en modo C.C. 20. Terminal de salida negativa de Slave 0-32V/0-3 A (negra) 21. Terminal de tierra de Slave (verde) 22. Terminal de salida positiva de Slave 0-32V/0-3 A (roja) 23. LED de modo C.C. (rojo) Slave para indicar corriente constante 24. LED de modo C.V. (verde) del Slave para indicar voltaje constante

Nota. La fuente de voltaje debe apagarse antes de hacer cualquier modificacin al circuito.

GENERADOR DE SEALES

El generador de funciones figura 1.3, proporciona seales de voltaje variables en el tiempo con la

caracterstica de poder controlar los parmetros siguientes:

Figura 1.3

1. Botn de encendido. Para encender el generador de funciones presione el botn. 2. Indicador de frecuencia. Pantalla indicadora de la frecuencia en operacin. 3. Selector del rango de frecuencia. Para seleccionar el rango de frecuencia oprima el botn

correspondiente.

4. Selector y ajuste de frecuencia. Gire la perilla para seleccionar el rango de frecuencia deseado. El resultado de la multiplicacin del botn seleccionado por la escala de la perilla determinar la

frecuencia real de operacin.

5. Forma de onda. Los generadores proporcionan normalmente tres formas de onda distintas: cuadrada, triangular y senoidal. La forma de onda deseada puede ser seleccionada por medio de uno de los tres

botones que tiene la forma de onda correspondiente dibujada.

6. Amplitud de salida. Se controla por medio de un botn giratorio. Produce una salida invertida de -20db. Jale el botn para un periodo adicional de 20db de atenuacin a la salida.

7. Seal de salida. Se obtiene la seal de salida del generador de funciones. 8. OFFSET. Tire de la perilla para seleccionar cualquier nivel de CD de la forma de onda entre 10V, gire

la perilla en sentido horario para fijar el nivel de CD de la forma de onda y invierta para un nivel

negativo de la forma de onda.

9. Selector TTL / CMOS. Si la perilla est adentro la terminal BNC har salir una forma de onda

compatible con TTL. Si se jala la perilla puede ajustar la salida entre 5 y 15Vpp.

10. Funcin libre. Saque y gire la perilla para ajustar el ciclo de servicio de la forma de onda.


2014-2 8





(IME)

MULTMETRO

La figura 1.4 muestra el multmetro digital existente en el laboratorio, el cual permite la medicin de distintas

variables en diferentes rangos, como son: resistencia, voltaje y corriente, as como capacitancias y

temperatura. El voltaje puede ser de corriente directa (VCD) o de corriente alterna (VCA). La figura 1.5

muestra el control giratorio y teclado. Las funciones y operaciones, relacionadas con la figura 1.5 se

describen en la tabla 1.1 y tabla 1.2.

Figura 1.4 Figura 1.5

Para evitar daos al multmetro, no exceda el lmite de entrada.

Funcin Funciones de primer nivel Rango Funciones de segundo nivel

Presione (SHIFT) Rango

OFF Apaga el medidor

H. RATIO

V Medicin VCD 0.1mV a 1000V

Medicin de VCA 0.1mV a 1000V

Relacin armnica (U1242A) 0.0% a 99.9%

SW-C

Medicin de diodo Cambia la medicin de contador

Medicin de resistencia 0.1 a 100M Medicin de continuidad audible

Medicin de capacitancia 0.1nF a 100mF

A CD A 0.1A a 10mA Medicin CA A 0.1A a 10mA

mA CD mA 0.01mA a 440mA Medicin CA mA 0.01mA a 440mA

Escala de porcentaje de mA

A CD A 0.001A a 10A Medicin CA A 0.001A a 10A

T1 Temperatura T1 40C a 100C Medicin de temperatura T1 40C a 100C

Tabla 1.1


2014-2 9





(IME)

Acciones Pasos

Enciende la luz de fondo Presione

Comprueba la capacidad de la batera Mantenga presionado por > 1 segundo

Congela el valor de la medicin Presione

Comienza la grabacin MIN/MAX/AVG Mantenga presionado por > 1 segundo

Desva el valor medido Presione

Explora la temperatura medida (slo para U1242A) Mantenga presionado por > 1 segundo

Cambia los rangos de medicin Presione

Enciende el rango automtico Mantenga presionado por > 1 segundo

Mide la frecuencia para la seal de CA Presione

Permite el registro de datos en forma manual Mantenga presionado por > 1 segundo

Tabla 1.2

Notificaciones relativas a la seguridad que se debern de tomar en cuenta en el manejo del multmetro.

PRECAUCIN

Un AVISO de advertencia indica peligro. Informa sobre un procedimiento o prctica operativa que, si no se

realiza o se cumple en forma correcta, puede resultar en daos al producto o prdida de informacin

importante. En caso de encontrar un AVISO de precaucin, no prosiga hasta que hayan comprendido y

cumplido totalmente las condiciones indicadas.

ADVERTENCIA

Un aviso de ADVERTENCIA indica peligro. Informa sobre un procedimiento o prctica operativa que, si no

se realiza o cumple en forma correcta, podra causar lesiones o muerte. En caso de encontrar un aviso de

ADVERTENCIA, interrumpa el procedimiento hasta que se hayan comprendido y cumplido las condiciones

indicadas.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Mida con el multmetro en el rango adecuado, los valores de las resistencias. Anote su valor obtenido en la siguiente tabla y comprelo con su valor terico de acuerdo al cdigo de colores.

Resistencia Terico Real

1

2

3

4

5

2. Arme el circuito de la figura 1.6a, la forma en que el circuito queda en la tableta de conexiones se muestra en la figura 1.6b.

Nota. La forma de medir voltaje en un circuito es conectando el volmetro del multmetro en paralelo con

dicho elemento. Si se desea medir la cada de voltaje en la resistencia R5 se conecta el multmetro en


2014-2 10





(IME)

paralelo con la resistencia R5, como se observa en la figura 1.6. Si se desea medir la cada de voltaje

en la resistencia R4, se conectar el multmetro en paralelo con R4.

Figura 1.6a Figura 1.6b

3. Encienda la fuente de voltaje y mida el voltaje en las resistencias anotando los resultados obtenidos en la tabla. 1.3. Al terminar las mediciones apague la fuente de voltaje.

R VR (V) IR (mA)

1

2

3

4

5

Tabla 1.3

Nota. La forma de medir corriente es conectando el multmetro en serie con el elemento como lo muestra la

figura 1.7. Posicione el selector en un rango adecuado. Debe tener cuidado de no exceder la

capacidad del aparato en el rango en el que ste se use. Si no conoce el valor a medir seleccione

la escala ms alta.

Figura 1.7

4. Encienda la fuente de voltaje y mida la corriente IR5. Anote el valor obtenido en la tabla. 1.3. Apague la fuente de voltaje. (Recuerde que la fuente de voltaje debe apagarse antes de hacer cualquier

modificacin al circuito)

5. Conecte el multmetro como se muestra en la figura 1.8.


2014-2 11





(IME)

Figura 1.8

6. Encienda la fuente de voltaje y mida la corriente IR1. Anote el valor obtenido en la tabla 1.3.

7. Mida las corrientes IR2, IR3 e IR4. Anote los valores obtenidos en la tabla 1.3.

OSCILOSCOPIO

Es un aparato que nos permite ver la forma de onda, la magnitud y la frecuencia de la seal si la seal es

peridica. Para ello el osciloscopio cuenta con una pantalla de tubo de rayos catdicos o una pantalla LCD en

color o monocromtica y una serie de perillas y botones que nos permiten controlar la sensibilidad del

aparato, su tiempo de barrido, la intensidad y nitidez del rayo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y,

representa el voltaje, mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo.

Existen dos tipos de osciloscopio, analgico y digital. Los osciloscopios analgicos son instrumentos clsicos

de "tiempo real" que muestran la forma de onda en un tubo de rayos catdicos (CRT) y el osciloscopio digital

est reemplazando rpidamente al osciloscopio analgico debido a su capacidad para almacenar las formas de

onda, medicin de automatizacin y muchas otras en las que se encuentran conexiones para las

computadoras.

Ambos tipos tienen sus ventajas y desventajas. Los analgicos son recomendables cuando es prioritario

visualizar variaciones rpidas de la seal de entrada en tiempo real. Los osciloscopios digitales se utilizan

cuando se desea visualizar y estudiar eventos no repetitivos (picos de voltaje que se producen

aleatoriamente).

A primera vista un osciloscopio se parece a una pequea televisin porttil, salvo una rejilla que ocupa la

pantalla y el mayor nmero de controles que posee. En la figura 1.9 se muestran los osciloscopios existentes

en el laboratorio, los cuales tienen controles distribuidos en cinco secciones: Control de visualizacin,

Vertical, Horizontal, Disparo y Conectores

Figura 1.9


2014-2 12





(IME)

CONTROL VERTICAL.

Los controles verticales se relacionan totalmente con el movimiento vertical del trazo del mbito de

aplicacin. Este osciloscopio tiene dos secciones verticales, por lo que puede mostrar simultneamente dos

formas de onda.

Posicin de cursor 1

para CH1 Ajusta verticalmente la exhibicin del canal 1 o posiciona el cursor 1.

Posicin de cursor 2

para CH2 Ajusta verticalmente la exhibicin del canal 2 o posiciona el cursor 2

MEN MATEM Muestra el men de operaciones matemticas de forma de onda y activa y

desactiva la presentacin de la forma de onda matemtica.

MEN

CH1 y CH2

Muestran y eliminan la forma de onda, ajustan la posicin y la escala

verticales, establecen parmetros de entrada y realizan operaciones

matemticas verticales.

VOLTS/DIV

(CH1 y CH2)

Controla la manera en que el osciloscopio amplifica o atena el tamao

vertical de la forma de onda de la pantalla.

CONTROL HORIZONTAL

Los controles horizontales se relacionan con el movimiento horizontal del trazo del alcance de aplicacin.

POSICIN

Ajusta la posicin horizontal de todas las formas de onda y de los

canales. La resolucin de este control vara en funcin del ajuste de la

base de tiempo.

HORIZ MEN Muestra el men horizontal

ESTABL. EN

CERO Establecer la posicin horizontal en cero.

SEC/DIV Selecciona el ajuste tiempo/divisin horizontal (factor de escala) para

ampliar o comprimir la forma de onda.

Controles de disparo (TRIGGER).

NIVEL Establece el nivel de amplitud que se debe cruzar con la seal para adquirir

una forma de onda.

TRIG MEN Muestra el men de dispar

PONER AL

50%

El nivel de disparo se establece en el punto medio (50%) vertical entre los

picos de la seal de dispar

FORZAR

DISPARO

Completa una adquisicin con independencia de una seal de disparo

adecuada. Este botn no tiene efecto si la adquisicin se ha detenido ya.

VER SEAL

DISPARO

Muestra la forma de onda de disparo en lugar de la forma de onda de canal

mientras se mantiene pulsado el botn. El botn se puede utilizar para ver la

forma en que los valores de disparo afectan a la seal de disparo, como un

acoplamiento directo.


2014-2 13





(IME)

Botones de control y de men

PRINT Inicia la operacin de impresin.

SAVE/RECALL Muestra el men para configuraciones y formas de onda.

UTI Muestra el men de utilidades.

MEASURE Muestra el men de medidas automticas.

CURSOR Muestra el men cursores. Los controles de posicin vertical ajustan la posicin del cursor

mientras se muestra el men cursores y los cursores estn activados.

ACQUIRE Muestra el men de adquisicin.

PANTALLA Muestra el men de pantalla.

HELP Muestra el men de ayuda.

DEFAULT SETUP Recupera la configuracin de fbrica.

AUTOSET Establece automticamente los controles del osciloscopio para generar una presentacin

til de las seales de entrada.

SINGLE SEQ Adquiere una sola forma de onda y se detiene.

RUN/STOP Adquiere formas de onda continuamente o detiene la adquisicin

8. Arme el circuito de la figura 1.10. Calibre el generador de funciones, Vi, para obtener una seal senoidal igual a 10Vpp, a una frecuencia de 1kHz.

Figura 1.10

9. Mida con el canal A los voltajes entre los puntos AA, BB, CC. Dibuje en papel milimtrico las formas de onda obtenidas en la pantalla del osciloscopio indicando su amplitud, frecuencia y periodo.

10. Repita los puntos 8 y 9 utilizando ahora una seal cuadrada y una triangular.

CUESTIONARIO

1. Realice una tabla comparativa que incluya los datos tericos (voltajes, corrientes y potencias) del circuito de la figura 1.6 con los valores obtenidos prcticamente. Comente sus resultados.


2014-2 14





(IME)

OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente el funcionamiento de algunos circuitos rectificadores. Obtener las formas de onda del voltaje de entrada y de salida de cada circuito. Obtener los niveles de voltaje de corriente directa en la entrada y en la salida de los circuitos.

INTRODUCCIN

En esta prctica se comprobar experimentalmente el funcionamiento de tres circuitos que utilizan diodos.

Estos circuitos son: rectificador de media onda, rectificador de onda completa sin filtro capacitivo y

rectificador de onda completa con filtro capacitivo. La finalidad principal de este tipo de circuitos es obtener

un voltaje de corriente directa a partir de una fuente de voltaje de corriente alterna, en este caso la lnea de

127Vca.

El ms simple de estos circuitos es el rectificador de media onda, estar constituido de los siguientes

dispositivos: transformador, que ser utilizado por ste y los dems circuitos. Su funcin es reducir a un nivel

apropiado el voltaje de la lnea; diodo, es el dispositivo rectificador y una resistencia que se utiliza para

limitar la corriente que circula a travs de la carga al ser conectada.

Despus se comprobar el funcionamiento del rectificador de onda completa. Aqu la rectificacin se lleva a

cabo por medio de diodos en configuracin tipo puente.

A este ltimo circuito se le agrega un capacitor en paralelo con la resistencia y se obtiene un rectificador de

onda completa con filtro capacitivo.

Estos tres circuitos tienen un uso muy extenso ya que son los circuitos bsicos usados en los conocidos

eliminadores de batera y en diferentes tipos de fuentes de voltaje de corriente directa.

Al finalizar esta prctica se espera que el alumno sea capaz de explicar cualitativamente el funcionamiento de

cada circuito en base a los resultados obtenidos.


1. Dibujar las formas de onda en papel milimtrico del voltaje de entrada y salida que se esperan obtener en cada uno de los circuitos de la prctica.

EQUIPO

Multmetro

Osciloscopio


MATERIAL

PRCTICA 2. CIRCUITOS RECTIFICADORES


2014-2 15





(IME)

Alambres y cables para conexiones

1 Resistencia de 1k a watt R1

1 Capacitor de 470F a 25V C2

1 Capacitor de 47F a 25V. C1 4 Diodos 1N4007 D1-D4

1 Transformador de 127 24V @ 500Ma con TAP central Tr

Nota: El alumno deber de conectar una clavija al primario del transformador.


1. Arme el circuito de la figura 2.1, utilizando una terminal del transformador y el TAP central. An no conecte el transformador a la lnea.

Figura 2.1

2. Conecte el transformador a la lnea y con el multmetro en CA mida los valores de voltaje en el secundario del transformador (puntos AA) y en la resistencia de carga R1, (puntos BB). Anote estos valores.

3. Con el multmetro en CD repita el paso anterior.

4. Con el osciloscopio en acoplo de CA conecte al canal A en los puntos AA y el canal B en acoplo de CD entre los puntos BB. Dibuje las formas de onda obtenidas en la pantalla del osciloscopio en papel milimtrico, anotando su amplitud, perodo y frecuencia.

5. Arme el circuito de la figura 2.2 utilizando una terminal del transformador y el TAP central.

Figura 2.2

6. Repita los pasos 2 y 3.

7. Con el osciloscopio en acoplo de CD conecte el canal B entre los puntos BB. Dibuje la forma de onda en papel milimtrico, anotando su amplitud, perodo y frecuencia.

8. Conecte un capacitor en paralelo con la resistencia de carga R1 como se observa en la figura 2.3.


2014-2 16





(IME)

Figura 2.3

9. Repita el paso 7.

10. Con el osciloscopio en acoplo de CA, mueva la perilla VOLTS/DIV en sentido horario para obtener mxima sensibilidad. Si la forma de onda del voltaje de salida tiene rizo dibjelo en papel milimtrico,

anotando su amplitud, perodo y frecuencia. Si no hay rizo indquelo.

11. Sustituya el capacitor de 47F por uno de 470F y repita el paso 10.

12. Mida con el multmetro el voltaje de CD a la salida Vs.

CUESTIONARIO

1. Diga qu funcin tiene R1 en el circuito de la figura 2.1.

2. Qu funcin tiene el capacitor en el circuito de la figura 2.3?

3. Qu efecto provocara en el circuito de la figura 2.3 si el capacitor fuera mayor que C1? Explique su respuesta.

4. Qu diferencia existe entre los circuitos de la figura 2.1 y 2.2 y cual recomendara para su uso en el laboratorio? Explique su respuesta.

5. Por qu el voltaje entre los puntos A y A en el punto 3 y 6 (del punto 3) del desarrollo es igual a cero? Comente los resultados.

6. Cul es la diferencia que existe en las mediciones del punto 7 con el punto 9? Indique las causas si existen.

7. Explique el efecto provocado por el cambio en su circuito hecho en el punto 11 de su procedimiento.


2014-2 17





(IME)

OBJETIVO

Obtener en el osciloscopio las formas de onda a las salidas de los circuitos recortador, sujetador y doblador, excitados con una seal senoidal.

INTRODUCCIN

La presente prctica muestra diversos circuitos en los que se aplica CA al diodo rectificador en polarizacin

directa y como puede ste, en conjunto con fuentes de voltaje de CD, cambiar la forma o el

descentramiento (offset) de una seal con respecto a un nivel de tierra.

Para ver el funcionamiento de los circuitos recortadores se armar un recortador tpico con diodos

rectificadores y fuentes de CD y CA y un recortador con diodos zener, viendo cmo afectan la amplitud de

una seal senoidal.

El efecto de descentrar con respecto a tierra una seal senoidal se lograr mediante una combinacin simple de diodo rectificadorcapacitorresistencia llamada circuito sujetador, viendo si se logra sujecin positiva o negativa con respecto a tierra. Finalmente se ver como agregando un diodo rectificador y un capacitor como

filtro a la salida del circuito sujetador, se logra un circuito doblador de voltaje, el cual duplica el valor de voltaje de una onda senoidal.

El alumno debe de manejar los siguientes conceptos: polarizacin directa e inversa de un diodo rectificador,

voltaje de ruptura inversa de un diodo zener, combinacin de seales de CD y CA, carga y descarga de un

capacitor, rectificacin y filtrado.


1. Explique detalladamente el funcionamiento de un diodo rectificador y un diodo zener polarizados en directa.

2. Explique detalladamente el funcionamiento de un diodo rectificador y un diodo zener polarizados en inversa.

3. Realizar la simulacin de todos los circuitos de la prctica.

EQUIPO

Fuentes de voltaje de CD.


Osciloscopio.


MATERIAL

PRCTICA 3. CIRCUITOS CON DIODOS: RECORTADOR, FIJADOR Y DOBLADOR DE VOLTAJE


2014-2 18





(IME)



2 Capacitores de 47F a 25V C1, C2 2 Diodos 1N4007 D1, D2 2 Diodos zener de 5.1V a watt DZ1, DZ2


1. Arme el circuito mostrado en la figura 3.1. Con una seal senoidal de 10Vpp, a 1kHz, observando cuidadosamente la polaridad de las fuentes y los diodos.

Figura 3.1

2. Con ayuda del osciloscopio en acoplo de CD. Dibuje y acote las seales de V i y VS en papel milimtrico, para todos los valores de la tabla 3.1.

Vi (VPP) V1 (V) V2 (V) VS (VPP)

10 10 10

10 2 2

10 2 0

10 0 2

10 0 0

Tabla 3.1

3. Arme los circuitos mostrados en las figuras 3.2 y 3.3.

Figura 3.2 Figura 3.3

4. Con Vi en la mxima amplitud y a 1kHz, dibuje y acote las seales Vi y VS en papel milimtrico, de las figuras 3.2 y 3.3

5. Arme el circuito de la figura 3.4. Si Vi es una seal senoidal de 10VPP a 1kHz. Dibuje las seales Vi y VS en papel milimtrico, observando cuidadosamente el nivel de tierra.


2014-2 19





(IME)

Figura 3.4

6. Arme el circuito de la figura 3.5. Dibuje y acote las seales Vi y Vs en papel milimtrico.

Figura 3.5

7. A la salida del circuito de la figura 3.5 conecte el circuito de la figura 3.6. Dibuje y acote las seales obtenidas as en Vi y VS1 en papel milimtrico. Observando los valores del nivel de voltaje en CD.

Figura 3.6

CUESTIONARIO

1. Existe diferencia entre los valores Vi y VS cuando V1 = V2 = 10V? Explique las causas.

2. A qu valor tiende la seal VS, si V1 = V2 = 0V, y por qu?

3. Cmo aparecera Vs en el circuito de la figura 3.1 si la fuente V1 se invierte de polaridad y V1 = V2 = 3V?

4. En base a los resultados obtenidos en el punto 4 de la figura 3.3, del procedimiento cul sera el circuito equivalente del diodo zener DZ1 utilizando elementos ideales?

5. D una breve explicacin de la funcin del capacitor C1 en el circuito de la figura 3.4.

6. A qu valor de voltaje de CD sujeta a la senoidal el circuito de la figura 3.4? Cul es la causa?

7. Idealmente, qu valor de CD se obtendra en VS1 en el punto 7 del procedimiento? Explique la diferencia en el valor que midi.


2014-2 20





(IME)

OBJETIVOS

Comprobar el funcionamiento del diodo zener como dispositivo regulador de voltaje. Obtener en la pantalla del osciloscopio la forma de los voltajes en diferentes puntos de una fuente de

voltaje.

Comprobar el funcionamiento de una fuente de voltaje variable.

INTRODUCCIN

En esta prctica se armar una fuente de poder. sta ser un dispositivo bsico cuya funcin primordial ser

proporcionar un voltaje de salida variable independientemente de la magnitud de la corriente que est

proporcionando a la carga. Como se observar, la corriente que puede proporcionar a la carga, antes de que el

voltaje caiga de un nivel dado, es limitada.

La fuente de voltaje estar constituida por un transformador, un circuito rectificador de onda completa, un

filtro capacitivo, un diodo zener y un TBJ en configuracin Darlington considerados en el bloque del

regulador, como se muestra en el diagrama de bloques de la figura 4.1.

Figura 4.1

Se observarn en el osciloscopio las formas de onda del voltaje de salida en cada una de las etapas del

circuito mencionado anteriormente y con el multmetro se obtendr el nivel de voltaje de corriente directa en

diferentes puntos.

Se aplicar carga a la salida del circuito y se medir la corriente de carga variando el voltaje de salida, para

determinar cul es la potencia mxima que el circuito puede administrar a una carga a un voltaje

determinado.


1. Traer en papel milimtrico las seales que se esperan obtener en los puntos AA, BB (abierto sw1), BB (cerrado sw1) y CC (cerrado sw1 y sw2) acotndolos debidamente.

2. El alumno deber traer el circuito armado. (para conectar los transistores refirase al apndice B) 3. Realizar la simulacin del circuito de la figura 4.3, en todos los puntos indicados en la figura 4.2.

EQUIPO

Multmetro

PRCTICA 4. FUENTE DE VOLTAJE


2014-2 21





(IME)

Osciloscopio Tableta de conexiones.

MATERIAL




1 Potencimetro de 50k R2

1 Capacitor de 1500F a 25V C1, C2 1 Capacitores de 470F a 25V C1, C2 2 Diodos 1N4007 D1, D2 1 Diodo zener de 12V a watt DZ1

1 Diodo zener de 9.1V a watt DZ2

1 Led rojo LED

1 Transistor TIP29C T1

1 Transistor TIP31C T2

1 Motor de CD 12V M

1 Transformador 127-24V @ 500mA con TAP central Tr

Nota: El alumno deber de colocar una clavija al primario del transformador.


1. Arme el circuito de la figura 4.2 dejando todos los interruptores abiertos.

Figura 4.2

2. Conecte el transformador a la lnea y utilizando el canal A del osciloscopio en acoplo de CA y el canal B en acoplo de CD observe los voltajes en los puntos AA, BB, anotando su amplitud, frecuencia y perodo y grafique la forma de onda de cada uno en papel milimtrico.

3. Desconecte el transformador. Cierre el interruptor SW1 y repita el paso 2. A partir de este punto todos los interruptores que se vayan cerrando se mantendrn cerrados.

4. Desconecte el transformador, cierre el interruptor SW2. Conecte el transformador a la lnea, observe la forma de onda de los puntos CC y DD y grafquelos en papel milimtrico.

5. Desconecte el transformador. Gire el potencimetro hasta obtener la mnima resistencia entre las terminales que se conectan en EE y cierre el interruptor SW3.


2014-2 22





(IME)

6. Conecte el transformador a la lnea y utilizando el osciloscopio en acoplo de CD observe en la pantalla los voltajes entre los puntos EE, (canal A) y entre los puntos DD, (canal B). Gire lentamente la perilla del potencimetro para llenar la tabla 4.1.

E E (Volts) DZ1 D D (Volts) DZ2 D D (Volts)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Tabla 4.1

7. Desconecte el transformador. Cambie el diodo zener DZ1 por el diodo zener DZ2, repita el puntos 5 y 6. 8. Desconecte el transformador y con el diodo zener DZ1. Coloque el capacitor C2, el motor de CD y el

ampermetro como se observa en la figura 4.3.

Figura 4.3

9. Conecte el transformador. Gire la perilla del potencimetro para llenar la columna IC de la tabla 4.2.

E E (Volts) IC (mA) P (mW)

1

2

3

4

5

6


2014-2 23





(IME)

7

8

9

10

11

12

Tabla 4.2

CUESTIONARIO

1. Explique con sus palabras lo que sucede al intercambiar los diodos zener.

2. Explique detalladamente el funcionamiento de la fuente de voltaje de la figura 4.3.

3. Si se desconecta uno de los diodos rectificadores del circuito que sucede en la fuente de voltaje, de una breve explicacin.

4. En base a las lecturas de la tabla 4.2 calcule la potencia que suministra la fuente a la carga.


2014-2 24





(IME)

OBJETIVOS

Medir los parmetros del TBJ operando en las regiones de corte, saturacin y activa. Medir el efecto que produce el polarizar la base del transistor bipolar en la regin activa y establecer

prcticamente un punto de operacin determinado para un circuito con un TBJ.

INTRODUCCIN

Cuando se piensa en una aplicacin del transistor, inevitablemente debemos relacionar a sta con su punto de

operacin. En efecto, si deseamos que el transistor trabaje eficientemente en una aplicacin dada, deberemos

polarizarlo.

En esta prctica se vern las caractersticas que presenta el transistor en las regiones de corte, saturacin y

activa, as como el efecto de la circuitera externa asociada. Para ello se emplearn tres circuitos:

El primero est diseado de manera que el transistor pase fcilmente del estado de corte al de saturacin al

variar el voltaje aplicado a la base (transistor como interruptor), debido a la ausencia de una resistencia en el

emisor. El segundo, permite al transistor, mediante un arreglo de divisor de voltaje en la base (R1 y R2 figura

5.2), funcionar en el centro de la regin activa. Finalmente, el tercer circuito permite polarizar al TBJ en las

tres regiones, gracias a un divisor de tensin variable.

El estudiante deber de aplicar sus conocimientos del diodo, para poder explicar el funcionamiento del

transistor, as como de las caractersticas de las regiones de operacin del transistor y los pasos para analizar

un circuito con TBJ. Es importante que los alumnos dominen los teoremas de Thvenin y Norton, as como

las leyes de Kirchhoff.


1. El alumno deber leer la prctica de laboratorio. 2. Encuentre los puntos de operacin del circuito de la figura 5.3 para RP = 0k, 2.5k y 5k, (para el

valor de = hFE refirase al apndice B) 3. El alumno deber traer el circuito armado. 4. Realizar la simulacin de todos los circuitos de la prctica.

EQUIPO

Fuente de voltaje de CD.

Multmetro.

Osciloscopio. Tableta de conexiones.

MATERIAL Alambres y cables para conexiones


PRCTICA 5. POLARIZACIN DEL TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNTURA, TBJ


2014-2 25





(IME)

1 Resistencia de 2.7k a watt R2

1 Resistencia de 680 a watt RC 1 Resistencia de 120 a watt RE

1 Potencimetro de 5k RP 1 Transistor BC547A T


1. Arme el circuito de la figura 5.1.

Figura 5.1

2. Variando el voltaje VBB. Anote los valores que se piden en la tabla 5.1 y especifique en que regin se encuentra el transistor.

VBB (V) VCE ( V ) VBE ( V ) IB ( A ) IC ( mA ) REGIN

0 (tierra)

10

Tabla 5.1

3. Arme el circuito de la figura 5.2. No olvide apagar la fuente de voltaje antes de hacer cualquier modificacin al circuito.

Figura 5.2

4. Haga las mediciones necesarias para llenar la tabla 5.2, anotando a su vez el valor de del transistor y en qu regin se encuentra el transistor.

VCE ( V ) VBE (V ) VB ( V ) IB ( A ) IC ( mA ) REGIN

Tabla 5.2


2014-2 26





(IME)


Figura 5.3

6. Vare el potencimetro RP para obtener tres valores de resistencia. Primero 0, luego 2.5k y por ltimo 5k. Llene la tabla 5.3.

RP k VCE ( V ) VBE (V ) VB ( V ) IB ( A ) IC ( mA ) REGIN

0.0(tierra)

2.5

5.0

Tabla 5.3

CUESTIONARIO

1. D una breve explicacin de las condiciones de polarizacin de las uniones CB y BE del transistor de la figura 5.1, para un VBB = 0V y para VBB = 10V.

2. Calcule la resistencia aparente colector-emisor del transistor de la figura 5.1, para los casos que se tienen en la tabla 5.1. (RCE = VCE / IC).

3. Dibuje la lnea de carga de CD y ubique el punto de operacin Q para el circuito de la figura 5.2 (utilice los datos de la tabla 5.2).

4. En el circuito de la figura 5.3, cuando aumenta VB, aumenta o disminuye VCE? y por qu?

5. De la tabla 5.3, por qu cambia el valor de cuando se vara el potencimetro?

6. Calcule la potencia que disipa el transistor para cada una de las tres posiciones del potencimetro que se indican en la tabla 5.3, y diga en que regin de operacin el transistor disipa ms potencia.

7. Realice una tabla comparativa que incluya los datos tericos anteriormente calculados con los obtenidos en la prctica. Comente sus resultados.


2014-2 27





(IME)

OBJETIVO

Obtener a partir de datos medidos experimentalmente la ganancia en voltaje y en corriente de un amplificador bsico. Medir el efecto que causa en la impedancia de entrada y en la ganancia de voltaje el

capacitor de desvi Ce.

INTRODUCCIN

En esta prctica se armar un amplificador bsico clase A en configuracin emisor comn. La caracterstica

principal de este amplificador es que el transistor est polarizado en la regin de amplificacin y la corriente

de colector fluye durante un ciclo de trabajo completo, o sea, 360. La corriente de colector se mantiene siempre dentro de la porcin lineal de la caracterstica de colector.

Este amplificador es muy poco usado comercialmente ya que a pesar de presentar una baja distorsin, que es

una de las caractersticas de un buen amplificador, su eficiencia en el mejor de los casos es de solo el 25%, en

otras palabras, si se usara un amplificador de este tipo en un aparato de audio con una potencia de salida de 1

watt el amplificador consumira 4 watt.

Este tipo de amplificador encuentra aplicacin en la amplificacin de seales pequeas en las cuales es

necesaria una muy baja distorsin y una gran linealidad.


1. El alumno deber leer la prctica de laboratorio. 2. Desarrollar el anlisis de CD obteniendo los valores de la tabla 6.1. 3. Obtenga la ganancia de voltaje del circuito de la figura 6.1. 4. El alumno deber traer el circuito armado.

EQUIPO

Fuente de voltaje de CD.


Multmetro.

Osciloscopio. Tableta de conexiones.

MATERIAL




1 Resistencia de 10k a watt R2 1 Resistencia de 1.8k a watt R4

1 Resistencia de 470 a watt RC 1 Resistencia de 47 a watt RE 1 Capacitor 100F a 25V Ce 2 Capacitores 47F a 25V Ci, CC 1 Transistor BC547A T

PRCTICA 6. AMPLIFICADOR CON EL TBJ


2014-2 28





(IME)


1. Arme el circuito de la figura 6.1, sin conectar Ce y Vi apagado, mida y anote en la tabla 6.1 los datos que se piden.

Figura 6.1

VB (V) VE (V) VC (V) VCEQ (V) IB (A) IC (mA)

Tabla 6.1

2. Calibre Vi para obtener una seal senoidal en el punto Vg = 60mVpp y una frecuencia de 1kHz. Observe en el

osciloscopio las seales Vg y Vs, dibjelas en papel milimtrico anotando su amplitud, frecuencia y fase.

3. Ahora dibuje las seales Vg y VE, en papel milimtrico anotando su amplitud, frecuencia y fase.

4. Conecte el capacitor Ce como lo indica la lnea punteada de la figura 6.1 y repita los pasos 2 y 3.

5. Reduzca la amplitud de Vi al mnimo y despus aumente gradualmente para llenar el rengln de Vs de la tabla 6.2.

Vg [mVPP]

0 60 80 100 120 140 160 200 220 240 260 300

Vs [VPP]

v

Comentarios sobre

las formas de onda

Tabla 6.2

CUESTIONARIO

1. En base a las grficas obtenidas en los puntos 2, 3, 4 y a los datos obtenidos en la tabla 6.1 explique detalladamente y con sus propias palabras el funcionamiento de este amplificador.

2. Llene el rengln de ganancia de voltaje, v, en la tabla 6.2. 3. De los datos obtenidos en el punto 5 de la prctica y de la pregunta 2 diga:

a) Cul es la mxima excursin de voltaje de este amplificador? (Nota. Vs = Vce) b) En qu punto se obtiene la mayor ganancia de voltaje?

4. Cul es el propsito de utilizar el capacitor Ce? 5. Realice una tabla comparativa que incluya los datos tericos anteriormente calculados con los obtenidos

en la prctica. Comente sus resultados


2014-2 29





(IME)

OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente el funcionamiento de un amplificador operacional. Medir la ganancia de voltaje vf y comprobar la dependencia de sta con respecto a los valores de los

elementos del circuito, dentro de cierto rango de frecuencias.

INTRODUCCIN

El amplificador operacional, Amp-Op, es un dispositivo electrnico ampliamente utilizado hoy en da, debido

a que es muy sencillo disear circuitos electrnicos, debido a su tamao, bajo consumo de potencia y

reducido costo.

Son tambin llamados operacionales porque adems de amplificar seales de entrada pueden realizar

operaciones sobre ellas tales como: sumar, diferenciar, derivar, integrar, comparar, etc. Debido a esto los

Amp-Op son dispositivos capaces de desempear muchsimas funciones, que incluyen operaciones tanto

lineales como no lineales, sobre seales elctricas, como son: sistemas de telecomunicacin, sistemas de

control y medicin, sistemas de procesamiento de informacin, sistemas de transmisin y distribucin de

energa elctrica, sistemas de control de mquinas elctricas, control y automatizacin de sistemas

electrnicos, etc.

En esta prctica se observar el funcionamiento del amplificador operacional con el armado de algunos

circuitos bsicos, as como la funcin que realiza cada uno de ellos.

Se recomienda a los alumnos al menos leer sus notas o los libros sobre el tema de amplificadores

operacionales.


1. El alumno deber leer la prctica de laboratorio. 2. Desarrollar el anlisis terico de todos los circuitos. 3. Dibuje las formas de onda de la entrada y de la salida que se esperan obtener en cada uno de los

circuitos.

4. El alumno deber traer el circuito armado.

EQUIPO


Generador de funciones

Osciloscopio

PRCTICA 7. EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL, AmpOp. CIRCUITOS BSICOS


2014-2 30





(IME)

MATERIAL


Tableta para conexiones

5 Resistencias de 10k a watt R1 - R5


1 Resistencia de 3.3k a watt R6 3 Resistencia3 de 1k a watt R8 R10 1 Amp-Op LM-741 CI


1. Arme el circuito de la figura 7.1. Con una seal senoidal de 0.5Vpp a una frecuencia de 1kHz.

Figura 7.1

2. Observe las seales Vi y VS en el osciloscopio y dibjelas en papel milimtrico, anotando su amplitud, periodo y fase.


Figura 7.2


5. Cambie R9 por R2 en el circuito de la figura 7.2. Dibuje las seales Vi y VS en papel milimtrico anotando su amplitud, periodo y fase.

6. Arme el circuito de la figura 7.3

Figura 7.3



2014-2 31





(IME)


Figura 7.4

9. Mida con el osciloscopio los voltajes en los puntos A, B, y C. y anote los resultados obtenidos en la tabla 7.1.

Punto A B C

Voltaje

Tabla 7.1

10. Mida el voltaje de salida VS, cerrando los interruptores como se indica en la tabla 7.2.

Puntos conectados Voltaje de Salida (V)

SW1

SW1 + SW2

SW1 + SW2 + SW3

Tabla 7.2.

CUESTIONARIO

1. En base a los resultados obtenidos en la prctica y a las grficas de la pregunta 2, calcule la ganancia de voltaje para cada circuito.

2. Realice una tabla comparativa entre los resultados tericos anteriormente calculados con los obtenidos en la prctica y si existen diferencias diga cules son las posibles causas que las provocan.

3. Describa brevemente con sus palabras el funcionamiento del circuito de la figura 7.4.


2014-2 32





(IME)

OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente el funcionamiento de un amplificador operacional. Medir la ganancia de voltaje y comprobar la dependencia de sta con respecto a los elementos del circuito externo.

Comprobar la dependencia de la forma de onda de salida con respecto a los elementos del circuito externo dada una forma de onda de voltaje de entrada determinado.

INTRODUCCIN

El Amp-Op tambin llamado operacional se deriva del hecho de que ste dispositivo electrnico puede tanto

amplificar una seal como operar sobre ella como se ver en esta prctica.

En esta prctica, se utilizarn capacitores y resistencias como elementos externos en los amplificadores

operacionales. Estos circuitos sirven para acondicionar seales analgicas para la entrada de otro circuito.

Estos circuitos se pueden considerar en trminos del dominio del tiempo o de frecuencia, dependiendo de su

aplicacin.

Se ver en esta prctica la relacin de voltaje de salida al voltaje de entrada la cual depender de los

elementos del circuito, de los valores y de la disposicin de ellos en el circuito.

Las caractersticas tales como la ganancia de voltaje y la forma de onda del voltaje de salida son tambin

afectadas por las frecuencias de la seal de entrada.


1. El alumno deber leer la prctica de laboratorio. 2. Desarrollar el anlisis terico de todos los circuitos. 3. Dibuje las formas de onda de la entrada y de la salida que se esperan obtener en cada uno de los

circuitos.

4. El alumno deber traer el circuito armado.

EQUIPO



Osciloscopio.

MATERIAL





1 Resistencia de 330 a watt R3 1 Capacitor de 15nF C

1 Amp-Op LM-741 CI

PRCTICA 8. EL INTEGRADOR Y DERIVADOR


2014-2 33





(IME)


1. Arme el circuito de la figura 8.1. Con una seal senoidal, Vi, de 2VPP y una frecuencia de 5kHz. Observe y dibuje las seales Vi y VS, en papel milimtrico anotando su amplitud, periodo y fase.

2. Vare la frecuencia para llenar la tabla 8.1.

Figura 8.1

f (kHz) Vi (V) Vs (V) vf

1

2

3

4

5

6

10

Tabla 8.1

3. Cambie la forma de onda del voltaje de entrada a una seal triangular con Vi, = 2VPP y una frecuencia de 5kHz, grafique Vi y VS en papel milimtrico anotando su amplitud, periodo y fase.

4. Repita el paso 3 ahora con una seal cuadrada.


Figura 8.2

6. Observe en la pantalla del osciloscopio la forma de onda de los voltajes Vi y VS grafquelas en papel milimtrico anotando su amplitud, frecuencia, periodo y fase.


2014-2 34





(IME)

7. Vari la frecuencia para llenar la tabla 8.2.

F (kHz) Vi (V) Vs (V) vf

1

2

4

6

8

9

10

Tabla 8.2

8. Cambie la forma de entrada a una seal triangular con Vi = 2VPP y una frecuencia de 5kHz, grafique Vi y VS en papel milimtrico anotando su amplitud, periodo y fase.

9. Repita el paso 8 utilizando ahora con una seal cuadrada.

CUESTIONARIO

1. En base a las grficas explique detalladamente el funcionamiento de los circuitos de las figuras 8.1 y 8.2. 2. Explique la presencia de la resistencia R2 en paralelo con el capacitor en la figura 8.1.

3. Si la seal de entrada en el circuito de la figura 8.1 es de forma triangular, y la salida de este se conecta al circuito de la figura 8.2 Qu seal a la salida se obtendr a la salida del circuito de la figura 8.2?

4. Si la seal de entrada para el circuito de la figura 8.1 y la figura 8.2 son las que se muestran en la tabla 8.3, indique el tipo de seal de salida que se obtiene para cada una de ellas y grafquelas.

Seal de entrada Vi Forma de onda a la salida de la figura 8.1 Forma de onda a la salida de la figura 8.2

Triangular

Senoidal

Cuadrada

Tabla 8.3

5. Realice una tabla comparativa entre los resultados tericos con los obtenidos en la prctica y si existen diferencias diga cules son las posibles causas que las provocan.


2014-2 35





(IME)

OBJETIVO

Comprobar el funcionamiento de las compuertas lgicas bsicas de la familia lgica TTL (Lgica Transistor Transistor) a partir de sus tablas de verdad.

INTRODUCCIN

La electrnica digital ha alcanzado una gran difusin debido a que es relativamente sencillo y barato construir

sistemas digitales. La aplicacin de la electrnica digital se aplica en extensas reas de la actividad humana:

instrumentos de medicin, en computacin, calculadoras, aparatos de entretenimiento, en equipo biomdico,

en las comunicaciones, etc.

En la presente prctica se ver el anlisis de los dispositivos bsicos de la electrnica digital que son las

compuertas lgicas: AND, NAND, OR, NOR, NOT y OR EXCLUSIVA.

La tabla de verdad es el elemento que nos define el funcionamiento exacto de la compuerta, y se obtendr con

la ayuda de los LED como indicadores lgicos de la entrada y la salida de cada compuerta.

Cuando el LED encienda indicar 1 lgico o VCC mientras que cuando el LED permanezca apagado indicar

un 0 lgico o tierra [GND]. Los diodos emisores de luz estarn conectados en serie con una resistencia, con el

fin de limitar la corriente que circula a travs de ellos.


1. El alumno deber leer la prctica de laboratorio. 2. El alumno deber traer el circuito armado.

EQUIPO

Fuente de voltaje.

Osciloscopio.

MATERIAL



3 Resistencias de 330 a watt R1 R3 3 LED L1 , L3 1 Circuito integrado 7400 CI1 1 Circuito integrado 7402 CI1 1 Circuito integrado 7404 CI1 1 Circuito integrado 7408 CI1 1 Circuito integrado 7432 CI1 1 Circuito integrado 7486 CI1


PRCTICA 9. COMPUERTAS LGICAS


2014-2 36





(IME)

1. Arme los circuitos de las figuras 9.1 a 9.7. Variando las entradas, llene la tabla correspondiente.

Figura 9.1 Tabla 9.1




Estados Lgicos

0V = 0 Lgico

5V = 1 Lgico

A B F

0 0

0 1

1 0

1 1

A B F

0 0

0 1

1 0

1 1

A B F

0 0

0 1

1 0

1 1

A B F

0 0

0 1

1 0

1 1

A F

0

1


2014-2 37





(IME)




CUESTIONARIO

1. Obtenga la expresin booleana de cada uno de los circuitos armados en la prctica a partir de los resultados obtenidos en las tablas.

2. Para cada uno de los circuitos de la prctica (excepto el circuito de la figura 9.6) obtenga su respectiva tabla de verdad para cuando se tienen 3 entradas.

3. De la tabla de verdad de la figura 9.7 a que compuerta lgica corresponde dicho arreglo.

4. Obtenga la tabla de verdad para los siguientes circuitos. Diga a que compuerta corresponde segn las tablas obtenidas.

5. De acuerdo a los circuitos b y d, diga qu funcin realiza una compuerta NOR y NAND con las terminales cortocircuitadas.

A B F

0 0

0 1

1 0

1 1

A B F

0 0

0 1

1 0

1 1


2014-2 38





(IME)

OBJETIVO

Observar y comprobar el funcionamiento de algunos circuitos de aplicacin con compuertas lgicas.

INTRODUCCIN

La electrnica digital tiene sus elementos ms simples en las compuertas lgicas sin que por ello sea el

elemento menos importante. Con estas compuertas lgicas es factible construir filp-flop, codificadores,

multiplexores e infinidad de elementos aritmticos y lgicos digitales.

As mismo se les encuentra en circuitos de aplicacin como los que construir el alumno en esta prctica de

laboratorio.

Los circuitos a implementar en esta sesin de laboratorio son los siguientes:

1.- CIRCUITO SUMADOR / RESTADOR. Efecta sumas o restas en cdigo binario (bit por bit), dependiendo

la operacin de una entrada de control, considerando adems un acarreo/prstamo de entrada y generando

uno a la salida.

2.-CIRCUITO INDICADOR DE COMPATIBILIDAD SANGUNEA. Este circuito indica si una transfusin de

sangre es posible entre dos grupos sanguneos determinados. El circuito tiene dos juegos de terminales de

entrada uno para el cdigo del grupo sanguneo que pretende donar y otro para el cdigo del receptor.

3.-CIRCUITO DE LUCES INTERMITENTES. Consta de dos compuertas lgicas NAND, 2 capacitores, 2

resistencias y su salida se observa en dos diodos emisores de luz, los cuales se encienden y apagan

alternadamente con una frecuencia de aproximadamente 2Hz.


1. El alumno deber leer la prctica de laboratorio. 2. El alumno deber traer el circuito armado.

EQUIPO

Fuente de voltaje.

Osciloscopio.

MATERIAL



2 Resistencias de 4.7k a watt R4, R5 1 Resistencia de 1k a watt R6 2 Resistencias de 330 a watt R1, R2 1 Resistencia de 220 a watt R3

PRCTICA 10. APLICACIN DE LAS COMPUERTAS LGICAS


2014-2 39





(IME)

2 Capacitores de 47F C1, C2 2 Capacitores de 10F C3, C4

2 LED L1, L2 1 Circuito integrado 7400 CI1 1 Circuito integrado 7404 CI1 1 Circuito integrado 7408 CI1 1 Circuito integrado 7432 CI1 1 Circuito integrado 7486 CI1


1. Arme el circuito de la figura 10.1 y obtenga los datos para llenar las tablas 10.1 y 10.2.

Figura 10.1

Ci A B Cf S

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

2. La tabla 10.3 indica las leyes que rigen la compatibilidad entro los grupos sanguneos tipos O, A, B y AB. Si se codifican los grupos sanguneos segn la tabla 10.4 se obtiene la tabla 10.5.

DONADOR RECEPTOR TRANSFUSIN

O O SI

O A SI

O B SI

Bwi A B Bwf R

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Tabla 10.1 Tabla1 10.2

Control = 1 lgico Control = 0 lgico


2014-2 40





(IME)

O AB SI

A 0 NO

A A SI

A B NO

A AB SI

B O NO

B A NO

B B SI

B AB SI

AB O NO

AB A SI

AB B NO

AB AB SI

Tabla 10.3

TIPO O A B AB

CDIGO 00 01 10 11

Tabla 10.4

DONADOR RECEPTOR TRANSFUSIN

X Y Z W F

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

Tabla 10.5

3. Arme el circuito mostrado en la figura 10.2 y compruebe que este cumple con la tabla 10.3.


2014-2 41





(IME)

Figura 10.2

4. Arme el circuito mostrado en la figura 10.3. Observe su funcionamiento y comntelo.

Figura 10.3

5. Cambie los capacitores C1 y C2 por C3 y C4 y comente que sucede.

CUESTIONARIO

1. Sugiera un circuito de aplicacin con compuertas lgicas. Explique brevemente.


2014-2 42





(IME)

BIBLIOGRAFA

1. Circuitos Microelectrnicos anlisis y diseo, Muhammad H. Rashid, Thomson, Mxico, 2002, 1112p

2. Dispositivos Electrnicos, Thomas L Floyd, 8ed. Pearson Educacin, Mxico, 2008, 1008p

3. Electrnica Teora de Circuitos y Dispositivos Electrnicos, Robert L Boylestad, Louis Mashelsky, 10ed. Pearson Educacin, Mxico, 2009, 894p

4. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Linales, Robert F Coughlin, Frederick F. Driscoll, 5ed. Pearson Educacin, Mxico, 1999, 552p

5. Sistemas Digitales principios y aplicaciones, Ronald J. Tocci, 5ed. Prentice Hall, Mxico, 1993, 823p.


2014-2 43





(IME)

HOJAS TCNICAS

Cdigo de barras


2014-2 44





(IME)


2014-2 45





(IME)


2014-2 46





(IME)


2014-2 47





(IME)


2014-2 48





(IME)


2014-2 49





(IME)

electronica basica(ime p2012) 2014-2

Documents