UNIDAD DE EL SALVADOR ESCUELA DE INGEIERÍA ELÉCTRICA IEL-115 EXAMEN 1 CICLO 1 2022 PREGUNTA 1 (20%) La señal Vs(t) se aplica a la entrada del circuito indicado en el esquemático que aparece abajo El amplificador operacional es el LM741, y la alimentación no se muestra, pero es de +15V y -15 V. La señal. La transformada de Fourier de la señal de entrada Vs(t) se muestra a continuación: Transformada de Fourier de Vs--amplitud Transformada de Fourier de Y--amplitud La señal de salida se toma en la salida del circuito. Dibujar la transformada de Fourier de la señal Y(t) en el gráfico a continuación El estudiante debe mostrar constancia de sus cálculos (un cálculo para cada valor de frecuencia). PROBLEMA 2 (45%) Diseñe los siguientes circuitos utilizando los valores de resistencia estándar disponibles comercialmente. a. Diseñar el circuito más simple que toma un Vin = 9V y hace que tenga un Vout = 1.8 V. (5%) b. Tiene una fuente de alimentación que es de 9V y un sensor que requiere una polarización de 3.0 V y 100mA de corriente. Diseñe un circuito resistivo simple para polarizar este sensor (7.5%). Diseñe un circuito basado en amplificador operacional para polarizar este sensor (7.5%). ¿Cómo cambiará el voltaje de polarización en ambos casos, si el sensor requiere 100 ± 20mA? (5%) c. Diseñe el circuito más simple que suma una entrada de voltaje con una ganancia de 1.5 y otra entrada con una ganancia de 10, sin invertir la salida. Optimice su diseño para obtener el máximo ancho de banda. (15%) d. Diseñe el circuito más simple que hace un amplificador no inversor con una ganancia de 20. Calcule el ancho de banda dado un GBW (producto ganancia por ancho de banda) de 100MHz para el amplificador operacional. (5%) PROBLEMA 3. Sensor de presión Un sensor de presión se basa en una membrana de silicio que contiene cuatro galgas extensométricas piezorresistivas. Una sección transversal del sensor se muestra a continuación. Cuando la presión cambia, la membrana se doblará, causando que la galga se deforme y que su resistencia cambie. Estamos asumiendo que este cambio es lineal proporcional a la presión (medida en Pa). El circuito puente modificado contiene 4 strain gages, pero solamente una se encuentra alineada en el eje de deformación. Las resistencias strain gage presentan un valor de R= 5 kohm a 100 kPa. La resistencia alineada en el eje de deformación aumenta su valor cuando la presión aumenta, a razón de 90 mohm/Pa a. (20%) Desarrollar expresiones (simbólicas) para : I1 = _______ I2 = _______ I3 = _______ I4 = _______ Vx = ______ Vy = ______ Io = _______ b. (7.5%) Si el sensor es excitado por una tensión de referencia Vb = 10 V, Calcular la sensibilidad del puente expresada en términos de la corriente de salida Io (A/Pa) en la trayectoria de retroalimentación del amplificador operacional U2. S = _______A/Pa (Utilice un multiplicador adecuado para la corriente) c. (7.5%) calcular RG de manera que la salida Vout = 2 V, cuando la presión aumenta 10 kPa a partir del punto de equilibrio de 100 kPa.
