GENERADOR FORMA DE ONDA TRAPEZOIDAL

GENERADOR FORMA DE ONDA TRAPEZOIDAL
Bueno una forma de onda trapezoidal es básicamente lo
siguiente: una rampa con pendiente positiva, luego un nivel
constante y a continuación una rampa con pendiente negativa.
Si nos ponemos a pensar en lo anterior lo primero que se nos
viene a la mente es una forma de onda triangular, ¿pero como
logramos el nivel constante que va entre la pendiente positiva y
la pendiente negativa, fácil, lo anterior lo podemos lograr con un
circuito recortador de nivel, este recortará la señal de entrada
triangular (la señal de entrada puede ser de onda unipolar o
alterna), y obtendremos una onda trapezoidal de salida.
CIRCUITO RECORTADOR
Son circuitos que colocan a la salida una señal con una
porción eliminada frente a la señal de entrada.
Se clasifican en simples y polarizados, caracterizándose
cada uno de ellos por la ausencia o presencia de una batería en
su composición.
La presencia de baterías en el interior de un circuito
recortador permite tener niveles de recorte de la señal de
entrada diferentes de cero o de 0.7 bajo el modelo simplificado.
La forma más general de analizar circuitos recortadores
consiste en utilizar la función de transferencia de voltaje, de la
salida a la entrada.
Este método permite que cualquier forma de señal en el
tiempo que se aplique al circuito recortador, su salida es
fácilmente determinada
transferencia.
utilizando
la
característica
de
Existe una variedad de redes de diodos que se llaman
recortadores y tienen la capacidad de “recortar” una porción de
la parte de la entrada sin distorsionar la parte restante de la
forma de onda de entrada aplicada al circuito. Dependiendo de
la orientación del diodo, la región positiva o negativa de entrada
es “recortada”.
Existen dos categorías generales de recortadores: en serie y
en paralelo. La configuración en serie es cuando el diodo esta
en serie con la carga, mientras que en paralelo tiene un diodo en
paralelo con la carga.
EN SERIE
La respuesta de la configuración en serie de la figura 13 a
una variedad de formas de ondas alternas se ilustra en la figura
14. La adición de una fuente DC como la que se muestra en la
figura 16 puede tener un efecto pronunciado sobre la salida de
un recortador. El análisis de los circuitos que vienen a
continuación se limitará a los diodos ideales, y se reserva el
análisis ya que en lo que se trabajará serán por efecto de
análisis.
+
Vi
-
+
Vo
R -
Figura 13. Ejemplo de un circuito recortador serie.
Vi
V
t
t
-V
Figura 14. Pulso cuadrado alterno aplicado a recortador serie.
Vi
Vo
V
V
t
t
-V
Figura 15. Pulso triangular alterno aplicado a recortador serie.
No existe un procedimiento general para el análisis de las
redes como las del tipo que se presenta en la figura 16, pero
existen ciertas que deberán considerarse mientras se trabaja en
la solución.
V
+
Vi
-
R
+
Vo
-
Figura 16. Circuito recortador serie con una fuente V.
1. Hacer un dibujo mental de la respuesta de la red basándose
en la dirección del diodo y en los niveles de voltaje aplicados.
Para la red de la figura 16, la dirección del diodo sugiere que
la señal Vi debe ser positiva para encenderlo. La fuente DC
requiere más aún que el voltaje Vi sea menor que V volts para
encender el diodo. La región negativa de la señal de entrada
está “presionando” al diodo hacia el estado “apagado”,
soportando más aún por la fuente DC. En general, se puede estar
muy seguro que el diodo está en circuito abierto (estado
apagado) para la región negativa de la señal de entrada.
2. Determinar el voltaje aplicado (voltaje de transición) que
causará un cambio en el estado del diodo.
3. Estar consciente de las terminales definidas y la polaridad
de Vo.
4. Puede ayudar dibujar la señal de entrada arriba de la señal
de salida y determinar los valores instantáneos de la entrada .
EN PARALELO
La red de la figura 17 es la más sencilla de las
configuraciones de diodos, en paralelo con la salida para las
mismas entradas de la figura 18 y figura 19. El análisis de las
configuraciones en paralelo es muy similar a la que se aplica a
las configuraciones en serie, como se demostrará en el
siguiente ejemplo.
R
+
+
Vi
Vo
-
-
Figura 17. Modelo equivalente de un recortador en paralelo.
Vi
Vo
V
t
t
-V
-V
Figura 18. Pulso cuadrado alterno aplicado a recortador
paralelo.
Vi
Vo
V
t
-V
t
-V
Figura 19. Pulso triangular alterno aplicado a recortador
paralelo.
RECORTADOR DE PRESICIÓN
Un circuito limitador de amplitud o recortador limita todas
las señales arriba de un voltaje positivo de referencia y todas
las señales de abajo de un voltaje negativo de referencia. Los
voltajes de referencia pueden hacerse simétricos o no respecto
a cero. La construcción de un circuito recortador de precisión
se lleva a cabo agregando una resistencia única Rc a un circuito
con zona muerta de salida bipolar como se muestra en la figura
20. La salida de los amplificadores operacionales A y B están
conectadas a la entrada de un sumador inversor, a través de la
resistencia Rc. Si Rc se elimina, el circuito actúa como uno de
zona muerta. Sin embargo, cuando Rc está presente, el voltaje
de entrada Ei se resta de la salida del circuito con zona muerta
y el resultado es un recortador inversor de precisión.
La operación del circuito se resume por la forma de onda en
la figura 21. Las salidas VoA y VoB se invierten y suman a –Ei.
La grafica de Vo en función del tiempo muestra en líneas
oscuras como aparece la salida recortada. Las líneas punteadas
indican la actuación del circuito como uno de zona muerta si Rc
se elimina.
2R
Vref1
R
R
R
A
VOA
R
R = Rc
Ei
R
R
C
Vo
R
3R
VOB
Vref2
B
Figura 20. Circuito equivalente del recortador de precisión.
Vo
Vref2
Vref2
Ei
t
Vref1
t
Vref1
Figura 21. Entrada y salida de un recortador de precisión.