PROCEDIMIENTOS_PRACTICAS_Electronica_Analogica_1
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REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Contenido TEMA: Familiarización con el equipo del Laboratorio (1ra Parte) .............................................. 2 TEMA: Familiarización con el equipo del Laboratorio (2da Parte).............................................. 5 TEMA: Filtros Pasivos ................................................................................................................ 11 TEMA: Simulación Computacional ............................................................................................ 14 TEMA: Aplicaciones del Diodo................................................................................................... 20 TEMA: Fuentes Primera Parte ................................................................................................... 27 TEMA: Fuentes Segunda Parte .................................................................................................. 33 TEMA: Polarización de TBJ. ....................................................................................................... 39 TEMA: Aplicación del TBJ .......................................................................................................... 44 TEMA: Polarización del FET ....................................................................................................... 49 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 1. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica I b. No. DE PRÁCTICA: 01 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Familiarización con el equipo del Laboratorio (1ra Parte). b. OBJETIVO GENERAL: Que el estudiante desarrolle suficiente habilidad para que utilice adecuadamente el osciloscopio. c. OBJETIVOS ESPECIFICOS Comprobar que el osciloscopio es el instrumento más versátil, por tanto, su uso eficiente es más complejo. Revisar las funciones básicas de un generador de funciones, una fuente de DC variable y un multímetro d. MARCO TEÓRICO Un osciloscopio es un instrumento versátil con una utilidad limitada solo por la habilidad del operador, cuyo funcionamiento principal de medición es mediante pulsos eléctricos cuya duración se puede regular, representa en una pantalla una relación del voltaje de entrada frente al tiempo. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. En la mayor parte de las aplicaciones, el osciloscopio muestra una gráfica de voltaje sobre el eje vertical versus el tiempo sobre el eje horizontal. Esta visualización de empleo general presenta, con mucho, más información de la que se puede obtener a partir de otros instrumentos de prueba y de medición. La gran utilidad de un osciloscopio es evidente, ya que la mayor parte de las señales eléctricas se puede conectar fácilmente a un osciloscopio, tanto con sonda exploradora como con cables. El osciloscopio tiene como función principal la representación visual de cualquier tipo de onda aplicada a las terminales de entrada. Pero el osciloscopio verdaderamente es un instrumento para propósitos múltiples. Los controles del panel frontal facilitan la decisión del usuario entre la selección de una amplia escala de sensibilidades, referencias de tiempo, modos de visualización y posibilidades de disparos. El mismo convierte una magnitud física en señal eléctrica que será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc. Las cualidades de un Osciloscopio son: - Determinar que parte de la señal es DC y cual AC. Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal. Determinar indirectamente la frecuencia de una señal. Localizar averías en un circuito. Medir la fase entre dos señales. Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo. Cuando se utiliza un osciloscopio de con dos canales, se debe decidir la modalidad de trabajo, para esto se debe tomar en cuenta la frecuencia que se analiza, por tanto, tenemos los siguientes casos: Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. e. MARCO PROCEDIMENTAL - Trabajo preparatorio: Por ser la primera práctica, exclusivamente revisar la parte teórica - Trabajo en el Laboratorio: Con los equipos indicados para esta práctica, aplicar los criterios y circuitos desarrollados en el trabajo preparatorio Dibujar lo más rápido y exacto posible cada una de las formas de onda que se ven en el osciloscopio. Hacer las mediciones indicadas por el respectivo profesor. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Osciloscopio Generador de funciones Fuente de DC variable g. REGISTRO DE RESULTADOS En este caso solo se obtuvo resultados visuales ya que se aprendió el manejo de los equipos básicos del laboratorio h. INFORME No se realiza informe en esta primera parte, sino al concluir la practica 2 i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 1. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 02 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Familiarización con el equipo del Laboratorio (2da Parte). b. OBJETIVO GENERAL Que el estudiante desarrolle suficiente habilidad para que utilice adecuadamente el osciloscopio interconectado con otros equipos básicos del laboratorio. c. OBJETIVOS ESPECIFICOS Aprender a conectar los siguientes equipos: generador de funciones, fuente de DC multímetro, osciloscopio, y como se prueba un circuito armado en un protoboard d. MARCO TEÓRICO Protoboard Una placa de pruebas, también conocida como protoboard es una placa de uso genérico reutilizable, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos, normalmente se utilizan para la realización de pruebas experimentales. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Punta de prueba Una punta de prueba es un dispositivo que permite realizar una conexión física entre una fuente de señal como un generador, o un punto de un circuito y un instrumento de medición, como un osciloscopio. Existe variedad de puntas de prueba, desde las más sencillas (1X), hasta las más sofisticadas que se usan para casos especiales (10X, 100X). e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: 1.- Consultar y responder las siguientes preguntas: a) ¿Para medir 7Vdc, qué controles utilizaría en el osciloscopio y en qué posición los pondría? b) ¿Si se aplica una señal 5+3sen100t, como haría la lectura de la tensión continua? Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. c) La señal, 10sen6.283t, tiene cierta frecuencia. Para medir su valor, calcule dicha frecuencia e indique como a mediría con un multímetro y un osciloscopio d) El osciloscopio es un instrumento que mide voltaje, dibuje el circuito con el cual se puede medir corriente e) ¿Qué pasa en la pantalla cuando la señal aplicada tiene una amplitud mayor que el conveniente al factor de escala vertical seleccionada? f) Al estar colocada la entrada en la posición AC. ¿Qué componente elimina? g) ¿Qué puede suceder cuando se conectan las tierras de las puntas de prueba a dos puntos diferentes de un circuito? h) Si el selector del factor de escala está en 1 V/cm. ¿Dónde pondría el nivel de referencia en la pantalla para medir la señal –4+4sen100t sin que la imagen sea mayor que la pantalla? Dibujar la figura que se observaría. Trabajo en el laboratorio: Con los equipos indicados para esta práctica, aplicar los criterios y armar los siguientes circuitos desarrollados para la practica a) Valor de una señal DC b) Componente DC y luego AC de una señal compuesta por AC y DC Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. c) Frecuencia de una señal Dibujar lo más rápido y exacto posible cada una de las formas de onda que se ven en el osciloscopio. Hacer las mediciones indicadas por el respectivo profesor. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Osciloscopio Generador de funciones Fuente de DC variable Puntas de prueba Cables de conexión Protoboard Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: Página 1 de - REVISION 1/1 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. g. REGISTRO DE RESULTADOS Para cada uno de los circuitos debe llenar las siguientes tablas: 1.1. Medida de señales solo continúas. Señal de entrada Divisiones Pantalla Selector de nivel Valor osciloscopio Valor medida Osciloscopio 1.2. Medida de un voltaje continuo en una señal AC + DC. Señal de entrada Divisiones Selector de Valor Pantalla nivel osciloscopio Valor medida Osciloscopio 1.3. Medida solo del voltaje alterno en una señal AC + DC. Señal de entrada Divisiones Selector de Valor Pantalla nivel osciloscopio Valor medida Osciloscopio Indicar la posición del selector de acoplamiento. 1.4. Medida de la frecuencia Señal de Divisiones Entrada pantalla (Hz) Selector base de tiempo Periodo Frecuencia Valor medida Osciloscopio 1.5. Medida del ángulo de fase entre dos señales de la misma frecuencia. Señal de entrada Periodo Diferencia (divis. pant.) (divis. pant.) Angulo Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. h. INFORME 1.- Mediciones de voltaje, frecuencia, fase y corriente (Las señales de entrada deben ser medidas con el multímetro y con el osciloscopio). Dibujar a escala en papel milimetrado cada una de las señales obtenidas en la práctica. 2.- Realizar el correspondiente cálculo de errores para las medidas realizadas 3.- Para cada una de las señales de voltaje vistas en la práctica, determinar: sus valores máximos y mínimos, y la función que describe a la forma de onda 4.- Comentarios y conclusiones. i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 1. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 03 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Filtros Pasivos. b. OBJETIVO GENERAL Utilizando elementos pasivos, construir y probar filtros pasa bajos y pasa altos y determinar su respectivo diagrama de bode c. OBJETIVOS ESPECIFICOS Armar y probar filtros pasa bajos y pasa altos tipo RC Determinar que es la frecuencia de corte y como se la puede controlar d. MARCO TEÓRICO Un filtro de frecuencia, es un elemento que discrimina una determinada frecuencia o ancho de banda (banda de frecuencias) de una señal que pasa por ella, pudiendo modificar tanto su amplitud como su fase. Tipos de Filtros Según esta clasificación se tienen 4 tipos de filtros: Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE - ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Filtro Pasa Bajos Filtro Pasa Altos Filtro Pasa Banda Filtro Suprime o Elimina Banda En este caso los filtros mencionados pueden ser de dos tipos activos o pasivos Se denominan filtros pasivos cuando para su construcción se utilizan solo elementos pasivos como resistencias, bobinas y /o capacitores; mientras que un filtro es de tipo activo cuando cuenta en su estructura con un elemento activo como un TBJ o un amplificador operacional Los filtros pasa bajo se llama así porque solo dejan pasar la parte baja de la frecuencia. Los filtros pasa alto son aquellos que solo deja pasar frecuencias superiores a un cierto valor especifico Los filtros pasa banda son aquellos que permiten el paso de componentes de frecuencia contenidos en un determinado rango de frecuencias. Los filtros elimina banda son aquellos que dificultan el paso de componentes de frecuencia contenidos en un determinado rango de frecuencias e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: 1.-Diseñar un filtro pasa bajos tipo RC, cuya frecuencia de corte sea de 3 KHz. 2.-Diseñar un filtro pasa altos tipo RC, cuya frecuencia de corte sea de 10 KHz. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 3.- Consultar las diferencias entre un potenciómetro tipo logarítmico y tipo lineal. Cual se recomienda para su uso en esta práctica y porque. Trabajo en el laboratorio: 1.- Armar los circuitos de los filtros pasa bajos y pasa altos y verificar los resultados obtenidos en el trabajo preparatorio. 2.- Realizar los cambios que le solicite el profesor y compruebe los resultados obtenidos f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, potenciómetros, resistencias capacitores, cables de interconexión El laboratorio le facilitará: las fuentes de alimentación y osciloscopio g. REGISTRO DE RESULTADOS Elaborar una tabla de frecuencia vs voltaje de salida para cada uno de los filtros armados, verificando de manera especial el valor de la frecuencia de corte obtenida. h. INFORME 1.- Comparar los datos teóricos obtenidos en cada uno de los circuitos con los datos conseguidos en las respectivas simulaciones, calcular los errores. 2.- Comentar los errores obtenidos. 3.- Dibujar los respectivos diagramas de cada filtro en papel semilogaritmico 3.- Conclusiones y Recomendaciones 4.- Bibliografía. i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 1- DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 04 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2- DATOS DE LA PRÁCTICA f. TEMA: Simulación Computacional. g. OBJETIVO GENERAL: Comprobar la operación de los circuitos eléctricos y electrónicos simulados usando los instrumentos virtuales del simulador. h. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocer de manera práctica el programa simulador electrónico Multisim. Ejecutar las primeras simulaciones de. Comprobar mediante el trabajo práctico del estudiante, el comportamiento de circuitos con componentes R–L–C y con otros dispositivos electrónicos básicos. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Observar la operación de los circuitos simulados usando los instrumentos virtuales del simulador. i. MARCO TEÓRICO Simulación de circuitos La simulación es la representación de un proceso o fenómeno mediante otro más simple, que permite analizar sus características. Inicialmente, el Instituto Berkeley de los Estados Unidos, desarrolló el programa SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis = Programa de Simulación con Énfasis en Circuitos Integrados) que es un conjunto de algoritmos matemáticos para la simulación del análisis y diseño de circuitos analógicos (circuitos con resistencias, condensadores, bobinas, baterías y otros componentes más), luego la empresa canadiense Interactive Image Technologies Ltd., desarrolla los programas Electronics Workbench y últimamente la versión Multisim; con capacidad gráfica e interactiva para construir y verificar circuitos analógicos (y/o) digitales. El Multisim, es un programa que simula todos los componentes e instrumentos necesarios para analizar, diseñar y verificar circuitos en remplazo de los componentes e instrumentos reales. (García Villarreal Julio) Un manual completo de multisim en: http://proton.ucting.udg.mx/~ruizb/Multisim.pdf. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE j. ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: En el circuito de la figura 2.1, resolver analíticamente y calcular : Corriente en cada uno de los ramales. Voltajes sobre cada uno de los elementos. En la figura 2.2, obtener la forma de onda del voltaje que cae en la resistencia de 4.7 K. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. TRABAJO EN EL LABORATORIO: Simular los circuitos de las figuras. 2.1 y 2.2 mediante el software Multisim y verificar los resultados obtenidos en el trabajo preparatorio. Simular los circuitos de las figuras. 2.3, mediante el simulador Multisim y determinar la forma de onda de Vo. Dibujar las formas de ondas adicionales que le indique el profesor. k. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante utilizará un computador personal, con el software de simulación MultiSim instalado, que se le facilitará en el laboratorio. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. a. REGISTRO DE RESULTADOS Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas analíticamente y por el software de simulación. Vo de la figura 2.1 Vo de la figura 2.2 Vo de la figura 2.3 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE l. ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. INFORME 1.- Dibujar a escala en papel milimetrado formas de onda obtenidas en la práctica. 2.- Calcule los respectivos errores y justifique los mismos. 3.- Obtenga sus conclusiones y recomendaciones. m. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 1. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 05 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Aplicaciones del Diodo. b. OBJETIVO GENERAL: Analizar circuitos formados por elementos pasivos, fuentes y diodos, y que dan como resultado formas de onda modificadas respecto a la señal original. c. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Observar la operación del circuito sin la presencia de una fuente de DC. Observar la diferencia de operación del circuito con la presencia de una fuente DC. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. d. MARCO TEÓRICO CIRCUITOS RECORTADORES Los circuitos recortadores o limitadores de voltaje tienen la función de impedir que un voltaje no sobrepase de cierto valor preestablecido, o en su defecto, que a partir de cierto voltaje se permita alimentar a alguna carga. Los recortadores pueden ser tipo paralelo y tipo serie. En general, los circuitos recortadores utilizan una fuente de voltaje de corriente directa, un diodo y un resistor; los de tipo paralelo, no modifican el eje de simetría de la señal, porque la red de recorte se conecta en paralelo con la carga, mientras que los de tipo serie, agregan o restan el voltaje de la fuente de DC a la señal recortada, ya la red de recorte se conecta en serie con la carga. Para que un circuito recortador paralelo lleve a cabo su función, es necesario utilizar una fuente de directa cuya magnitud sea menor que el voltaje máximo de la señal que se desea recortar. CIRCUITO SUJETADOR DE VOLTAJE El circuito sujetador de voltaje o desplazador de nivel, en el campo de la electrónica es común que se requiera que a las señales se les modifique su nivel de tensión positiva o negativamente. Para solventar ésta necesidad, la solución no es tan simple como conectar en serie una fuente de directa con la fuente de señal, puesto que existirán instantes en que ambas fuentes se encuentren con polaridad opuesta forzando la fuente de mayor magnitud a que circule corriente por la otra en sentido opuesto utilizándola como carga con las consecuencias de sobrecalentamiento o daño esperados. Hay que prestar mucha atención para evitar daños. Sujetador de voltaje positivo variable Incorporando una fuente de voltaje de directa en serie con el diodo, es posible modificar el nivel de directa de la señal de entrada. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: Consultar en un manual adecuado las características del diodo a utilizarse en la práctica (1N4007). Determinar los circuitos que generarán las ondas que se presentan a continuación. Analice los mismos. (NOTA: La frecuencia para trabajo de las señales es de 1 KHz.) Para el circuito de la figura 3.1 la señal de entrada es senoidal (10*sen wt), mientras que para la figura 3.2, la señal de entrada es una señal cuadrada variante entre ±10 V. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Analizar el circuito de la figura 3.3 y obtener la forma de onda esperada a la salida. Utilizando el simulador aprendido en la práctica # 2, realizar la simulación de los circuitos diseñados. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. TRABAJO EN EL LABORATORIO: Armar los circuitos diseñados en el trabajo preparatorio, comprobar su funcionamiento y dibujar las formas de onda de salida y entrada en un solo gráfico. Utilizando la opción medidas del osciloscopio, determine todos los parámetros que se pueda de cada señal de salida. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, diodos para rectificación, resistencias, cables para conexión, sondas de osciloscopio, adaptador para aislamiento de osciloscopio, transformador reductor y multímetro (tester). El laboratorio le facilitará: osciloscopio, generador de funciones, fuente DC. g. REGISTRO DE RESULTADOS Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas analíticamente y por el software de simulación. Vo de la figura 3.1 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas analíticamente y por el software de simulación. Vo de la figura 3.2 Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas analíticamente y por el software de simulación. Vo de la figura 3.3 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. h. INFORME 1.- Presentar en hojas de papel milimetrado las formas de onda de salida obtenidas para los tres circuitos armados. Compare las diferencias entre las formas de onda obtenidas en el laboratorio y las mostradas en la hoja guía, explique a que se deben las diferencias o semejanzas. 2.- ¿Cómo se podrían utilizar diodos zener en el circuito de la figura 3.1? Dibujar el mismo. 3.- Sugerir alguna aplicación para los circuitos experimentados. 4.- Obtenga sus conclusiones y recomendaciones. Anexe su bibliografía. i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 3. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 06 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 4. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Fuentes Primera Parte. b. OBJETIVO GENERAL: Comprobar las características de la rectificación en media onda y onda completa de una señal AC. c. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Familiarizar al estudiante con el proceso de la rectificación. Considerar y reconocer todos los factores que intervienen en la rectificación. d. MARCO TEÓRICO El análisis de los diodos se ampliará a las señales variables en el tiempo de con forma de onda senoidal y con forma de onda cuadrada. Las mismas al ser solo alternas (AC) en un ciclo completo, definido por el periodo T, el valor promedio (la suma algebraica de las áreas arriba y abajo del eje) es cero. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. RECTIFICACION DE MEDIA ONDA El circuito rectificador de media onda, que genera una forma de onda Vo , la cual tendrá un valor promedio de uso particular en el proceso de conversión de ac a dc. Cuando un diodo se usa en el proceso de rectificación, es común que se le llame rectificador. RECTIFICACION DE ONDA COMPLETA PUENTE DE DIODOS El nivel de dc que se obtiene a partir de una entrada senoidal puede mejorar al 100% si se utiliza un proceso que se llama rectificación de onda completa, El circuito más común usa cuatro diodos en una configuración en forma de puente. Las polaridades resultantes a través de los diodos ideales para mostrar que dos diodos (D2, D3) están conduciendo, en tanto que los otros dos no lo hacen (D1, D4). En el siguiente semiciclo cambian sus estados. El resultado neto con su corriente y polaridad indicadas a través de R, si son diodos ideales, el voltaje de carga Vo = Vi. RECTIFICADOR CON TRANSFORMADOR CON TAP CENTRAL Un rectificador de onda completa solo utiliza dos diodos, pero necesita un transformador cuyo secundario posea una toma intermedia. Debido a que la toma intermedia se conecta a mitad de camino de los dos extremos del bobinado secundario, puede servir como punto de tierra. Sin embargo, el agregar una toma central agrega costos al transformador. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: Consultar las características del puente integrado de diodos que se vaya a utilizar en la práctica. Analizar los circuitos rectificadores de media onda, onda completa con toma central y onda completa tipo puente a implementar en el laboratorio, calculando los valores ac y dc de voltaje y corriente que se esperan obtener en el laboratorio. Utilizar los transformadores disponibles en el laboratorio como fuente de entrada (12 Vrms en el secundario) y una resistencia de 180 Ω (por lo menos de 1 watio) como carga. Dibujar en hojas de papel milimetrado las formas de onda esperadas a la salida para cada circuito a probarse. Realizar la simulación de cada uno de los circuitos a implementarse en el laboratorio. TRABAJO EN EL LABORATORIO: Armar el circuito rectificador de media onda, onda completa tipo puente y tap central, y aplicar la señal de entrada del transformador disponible en el laboratorio. Utilizar como carga la resistencia de 180 Ω (2 watios). Dibujar en hojas de papel milimetrado, lo más exacto posible las formas de onda observadas para cada circuito probado. Utilizando la opción medidas del osciloscopio, obtener lecturas de voltaje continuo y eficaz sobre la carga. Exclusivamente para el rectificador de media onda, mediante la opción resta de señales (Ch1-Ch2) del osciloscopio realice la diferencia entre la señal de entrada (Ch1) y la señal de salida (Ch2). Dibujar en papel milimetrado lo más exacto posible la forma de onda observada ¿Qué representa la forma de onda obtenida? f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, diodos para rectificación, resistencias, cables para conexión, sondas de osciloscopio, adaptador para aislamiento de osciloscopio, transformador reductor y multímetro (tester). El laboratorio le facilitará: osciloscopio. g. REGISTRO DE RESULTADOS Registre en la siguiente tabla los valores resultados. Tabla: Medido Calculado VDC Vrms F.R. VDC Vrms F.R. Media Onda Onda Completa con toma central Onda Completa con puente rectificador Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas práctica y analíticamente. Vo del rectificador de media onda: Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas práctica y analíticamente. Vo del rectificador de onda completa con transformador con toma central: Registre en el mismo gráfico las formas de onda determinadas práctica y analíticamente. Vo del rectificador de onda completa con puente de diodos: Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. h. INFORME 1.- Presentar en forma clara y ordenada los resultados obtenidos: las mediciones y las formas de onda de todos los circuitos probados. 2.- Realizar un análisis comparativo entre los datos logrados en la práctica y los datos del preparatorio, realizar el cálculo de errores, justifique los mismos. 3.- Conclusiones, Recomendaciones y Bibliografía. i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 5. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 07 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 6. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Fuentes Segunda Parte. b. OBJETIVO GENERAL: Comprobar mediante el trabajo práctico del estudiante, si el uso de un regulador de voltaje mejora la señal continua que se entrega a la carga. c. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Observar la diferencia de operación del circuito de fuente ante la presencia del bloque de filtrado y la ausencia del mismo. Verificar la diferencia de regulación que se produce entre el uso de Diodos Zener y Reguladores Integrados. d. MARCO TEÓRICO Filtrado. Dentro de los bloques de la fuente de corriente continua, se tiene en tercer lugar al bloque que lo constituye la fase de filtrado, la misma que nos Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. permitirá transformar a la señal que ha salido desde el bloque de rectificación en una señal de DC pura. Este bloque lo constituye íntegramente un capacitor electrolítico, el mismo que producirá el efecto mostrado en la siguiente figura a la señal rectificada. Para determinar el valor del capacitor electrolítico que se ha de aplicar a la salida del puente rectificador de onda completa se utiliza básicamente la experiencia de tal forma que, por cada ampere de corriente, el capacitor llevará 2000 uF, pero este tipo de capacitores también vienen especificados con un valor de voltaje, el mismo que deberá tener una tensión del doble del valor superior estándar al requerido o por lo memos superar en un 10% del valor requerido. Una vez que la señal ha sido convertida en DC pura, ahora hay que darle las condiciones específicas de voltaje requerido por la carga, no olvidar que la corriente será la exigida por la carga. Para este trabajo se encuentra el último bloque del sistema de fuente, este es el de regulación. Regulación. Para la regulación se tiene dos métodos, el uno con diodo zener y el otro mediante la utilización de CI reguladores. Regulación con diodo zener: El esquema básico para este tipo de regulación lo constituye el siguiente diagrama: Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Recordar que en el cátodo del diodo zener se está formado un divisor de corriente y dadas las características de este diodo, trabajar en polarización inversa, por este se da la descarga al punto de referencia para de esta manera obtener la regulación a la salida. Además no se olvide que la corriente que atraviesa el diodo zener estará en función de la corriente que consuma la carga. Regulación con CI: Los diagramas para la utilización de este tipo de CI ya vienen incluidos dentro de sus hojas de especificaciones técnicas, pero observe en los siguientes diagramas que especifican su utilización. Recuerde que cada circuito integrado está diseñado para una cantidad de corriente dada y por consiguiente ese será su límite máximo. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: Consultar en un manual las características de dos diodos zener: uno de 5,1V, y otro de 9V; además consultar las características de un regulador integrado LM7805. Para el circuito mostrado en la figura, calcular: Valores de VDC y Vrms sobre la carga y el capacitor. Factor de rizado sobre la carga y el capacitor. Dibujar en hojas milimetradas las formas de onda que se esperan obtener. Considere el diodo zener tiene rz = 5 Ω. Y VZ=5,1 v. Para el circuito mostrado en la siguiente figura, realizar los mismos cálculos indicados en el punto anterior. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Reemplazar el zener del circuito inicial de 5,1V por el zener de 9V, y repetir los cálculos realizados. En el segundo circuito, reemplazar los elementos necesarios por el regulador integrado LM7805 (de 5V). Efectuar los mismos cálculos. Realizar las simulaciones de cada uno de los circuitos. TRABAJO EN EL LABORATORIO: Armar los circuitos del trabajo preparatorio y realizar las mediciones de los parámetros calculados para cada uno de ellos. Dibujar las formas de ondas que se le indique el profesor. Realizar los reemplazos necesarios de elementos para cumplir las condiciones del trabajo preparatorio y realizar las acciones de los dos puntos anteriores. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, diodos zener, regulador en CI, diodos para rectificación, resistencias, capacitores, cables para conexión, sondas de osciloscopio, adaptador para aislamiento de osciloscopio, transformador reductor y multímetro (tester). El laboratorio le facilitará: osciloscopio. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. g. REGISTRO DE RESULTADOS Registre en la siguiente tabla los valores resultados. Tabla: Medido Calculado VDC Vrms F.R. VDC Vrms F.R. Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Circuito 4 h. INFORME 1.- Dibujar a escala en papel milimetrado formas de onda obtenidas en la práctica. 2.- Calcule los respectivos errores y justifique los mismos. 3.- Obtenga sus conclusiones y recomendaciones. a. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 [2] Huijsing,(2011), Amplifier Opertional, Theory and Design, E. Springer* [3] Floyd T,(2011), Electronic Device, E. Prentice Hall* Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 3. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 08 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 4. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Polarización de TBJ. b. OBJETIVO GENERAL Familiarizar a los estudiantes con los transistores bipolares de juntura TBJ, mediante el análisis de sus circuitos de polarización. c. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar el análisis necesario para identificar el tipo y los terminales de un transistor para su utilización dentro de circuitos. Analizar los distintos circuitos de polarización para los TBJ, su funcionamiento y los distintos parámetros dentro del circuito. d. MARCO TEÓRICO Polarización con divisor de tensión. Dentro de los circuitos con transistores, este tipo de polarización es la más ampliamente utilizada para circuitos lineales, por esta razón se la conoce como polarización universal. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Las resistencias forman un divisor de tensión y la función de esta red es facilitar la polarización necesaria para que la unión base-emisor este en la región de operación apropiada, ya que proporciona mayor estabilidad en el punto de operación. El circuito que es utilizado es el siguiente: En donde para su análisis se aplicará el teorema de Thenvenin en el divisor de tensión en la base, sin olvidar que de esto se obtiene un voltaje y una resistencia equivalente, modificando el circuito al mostrado en la siguiente figura: Con el nuevo circuito se analizará la malla base – emisor, para luego analizar la malla colector emisor y obtener los valores de voltajes y corrientes para el circuito. Con los valores obtenidos ya se puede dirigir a la Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. curva característica del TBJ para ubicarlos y encontrar el punto de operación. e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: 1.- Consultar en un manual las características y la asignación de pines de los transistores 2N3904 [NTE 123AP] (NPN) y 2N3906 [NTE139](PNP). 2.- Consultar un método práctico para determinar el tipo y los terminales de un transistor mediante la utilización de un multímetro. 3.- Realizar el análisis de la polarización de los circuitos indicados en las siguientes figuras: Asumir β = 100 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 4.- Indique el tipo de polarización de cada uno de los circuitos. 5.- Realizar la simulación de cada uno de los circuitos obteniendo exclusivamente valores de voltajes y corrientes. Trabajo en el laboratorio: Comprobar mediante el método para determinación de terminales en el trabajo preparatorio, cuales son los pines del transistor y comprobar su buen estado. Armar cada uno de los circuitos analizados en el trabajo preparatorio, y para cada uno de ellos, tomar las medidas de polarización esto implica voltajes en los terminales del transistor, así como también las corrientes en los mismos. Intercambie los transistores NPN por PNP y realice los cambios necesarios al circuito para realizar las mismas mediciones del punto anterior. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, transistores, resistencias, cables para conexión y multímetro en buen estado (tester). El laboratorio le facilitará: fuente de corriente continua. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: Página 1 de - REVISION 1/1 MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. g. REGISTRO DE RESULTADOS Para cada uno de los circuitos debe llenar las siguientes tablas: NPN Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 IB IE IC VBE VCE VBE PNP Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 IB IE IC VBE VCE VBE h. INFORME 1.- Presentar en forma clara y ordenada: los datos obtenidos en la práctica, y compararlos con los datos teóricos. Obtener los errores. Determine las posibles causas de los errores. 2.- Indicar los cambios que fueron necesarios para utilizar los transistores de tipo PNP. 3.- Conclusiones y Recomendaciones. i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 [2] Huijsing,(2011), Amplifier Opertional, Theory and Design, E. Springer* [3] Floyd T,(2011), Electronic Device, E. Prentice Hall* [4] ROBERT BOYLESTAD. Introducción al análisis de Circuitos, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, décima Edición, 2011 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 1. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 09 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Aplicación del TBJ. b. OBJETIVO GENERAL Introducir al estudiante en el uso de transistores para aplicaciones en corte y saturación. c. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar el funcionamiento en corte y saturación para aplicaciones de activación y desactivación de elementos. Activar y desactivar una carga de potencia con 110VAC. d. MARCO TEÓRICO Corte y saturación. De la polarización del transistor se determinó que existen tres zonas de operación para el mismo, estas son: corte, saturación y zona activa. El trabajo del transistor siempre está esperada que sea en la zona activa o zona lineal, debido a que en las otras dos zonas se presenta una distorsión de la señal, pero existen aplicaciones en las que es necesario que el funcionamiento del TBJ esté en las otras dos zonas restantes. Cuando el Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. transistor se halla bajo estas condiciones de funcionamiento el mismo se asemeja a un interruptor. Cuando el transistor está en la zona de corte se asemejará a un interruptor abierto y caso contrario cuando este se encuentra en zona de saturación se asemejará a un interruptor cerrado. El circuito de la figura al parecer no tiene una aplicación práctica, pero en la realidad la señal generada por el interruptor puede ser cambiada por una señal de niveles bien definidos (señal digital), la misma que tenga cambios rápidos y el transistor podrá responder a estos cambios (PWM), es decir se tendrá una señal de voltaje continuo variable. Para el funcionamiento de este circuito se tiene que considerar que para corte, la corriente en la base sea cero, en ese caso no habría problema, lo importante se dará cuando se vaya al estado de saturación, en el que se tiene que tener en cuenta el valor de la resistencia de base para garantizar una corriente en el mismo pin para que llegue a la zona de operación. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: a. Consultar las características de los siguientes transistores: 2N2222A. 2N2907A. b. Determine las corrientes en cada uno de los siguientes circuitos y el estado de funcionamiento de los leds, los transistores serán los consultados en el punto “a”, calcule las corrientes de base, de colector. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. c. Consulte la forma de funcionamiento de un relé de 12VDC y adquiera uno en el mercado, cable 16AWG, foco de 100W y realice la conexión para el encendido del foco, utilizando los contactos del relé, como se muestra el siguiente circuito. El diodo no es parte del relé, este tiene que ser colocado exteriormente, consulte cual sería la función que va a realizar el diodo. Desarrollo de la Práctica: 1. Arme los circuitos del punto “a” del preparatorio, mida cada una de las corrientes en los pines de los transistores, así como también los voltajes en los pines. 2. Los valores medidos en el punto a compárelos con los calculados en el trabajo preparatorio, obtenga sus conclusiones. 3. Reemplace las resistencias de la base por un potenciómetro de 5KΩ y vaya dando valores desde cero hasta al 100% del valor, con pasos del 10%. Mida nuevamente los valores de las corrientes y de los voltajes en los terminales del transistor, dando voltajes fijos de 5VDC en uno de los pines del potenciómetro. 4. Tabule los valores medidos en una tabla y realice un análisis de los valores obtenidos del circuito. 5. Regrese los circuitos originales del preparatorio y reemplace los sistemas led resistencia por las bobinas de los relés. Mida los valores de corrientes y voltajes en los terminales de los transistores al aplicar 0 o 5V DC y determine el funcionamiento de los focos de 110VAC. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, transistores, diodo común, diodos leds, relé de 12V, foco de 110VAC, boquilla, enchufe, cable, cables para conexión, interruptor y multímetro en perfecto estado (tester). El laboratorio le facilitará: las fuentes de alimentación. g. INFORME Realice su informe en base de los resultados obtenidos de la práctica. Obtenga sus conclusiones y recomendaciones. h. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 [2] Huijsing,(2011), Amplifier Opertional, Theory and Design, E. Springer* [3] Floyd T,(2011), Electronic Device, E. Prentice Hall* [4] ROBERT BOYLESTAD. Introducción al análisis de Circuitos, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, décima Edición, 2011 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. 1. DATOS INFORMATIVOS a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Electrónica Analógica b. No. DE PRÁCTICA: 10 c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: 3 d. NOMBRE INSTRUCTOR: Ing. José Luis Bucheli, Ing. Gustavo Caiza, Ing. José Luis Aguayo, Ing. Rafael Jaya, Ing. José Antonio Pazmiño. e. TIEMPO ESTIMADO: 2 Horas. 2. DATOS DE LA PRÁCTICA a. TEMA: Polarización del FET. b. OBJETIVO GENERAL Familiarizar al estudiante con los transistores de efecto de campo de juntura (JFET) mediante el análisis de sus circuitos de polarización. c. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Estudiar las características de transistores de efecto de campo para después utilizarlos en circuitos. Establecer un método práctico para la determinación de los pines y comprobación del transistor de efecto de campo. d. MARCO TEÓRICO El transistor JFET (Junction Field Efect Transistor, que se traduce como transistor de efecto de campo) es un dispositivo electrónico activo unipolar. Este tipo de transistor se polariza de manera diferente al transistor bipolar. La terminal de drenaje se polariza positivamente con respecto al terminal de fuente (Vdd) y la compuerta se polariza negativamente con respecto a la fuente (-Vgg). Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. A mayor voltaje -Vgg, más angosto es el canal y más difícil para la corriente pasar del terminal drenador (drain) al terminal fuente o source. La tensión Vgg para la que el canal queda cerrado se llama punch-off y es diferente para cada JFET. El transistor de juntura bipolar es un dispositivo operado por corriente y requieren que halla cambios en la corriente de base para producir cambios en la corriente de colector. El JFET es controlado por tensión y los cambios en tensión de la compuerta a fuente modifican la región de rarefacción (deplexión) y causan que varíe el ancho del canal. Al igual que en los transistores BJT, será el circuito de polarización el que garantice el punto de funcionamiento óptimo en los transistores FET. Los criterios a seguir en el diseño del circuito de polarización, serán los mismos que se vieron en los circuitos amplificadores con BJT: estabilidad del punto Q, ganancia de tensión, distorsión, potencia a disipar, etc. De la misma forma que el BJT, el FET tiene una curca característica en donde se tiene que establecer su punto de operación en la zona esperada. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. Para encontrar los parámetros necesarios se verán analizar cada una de las mallas que conforman el circuito, hasta determinar el punto de operación. e. MARCO PROCEDIMENTAL Trabajo preparatorio: 1.- Consultar en un manual las características y la asignación de pines de los transistores de efecto de campo de juntura: 2N3686 y 2N5464. 2.- Consultar como determinar con un ohmetro las terminales y tipo de un JFET. 3.- Realizar el análisis de polarización de los circuitos indicados en las Fig: 1, 2 y 3. Asumir que VP = 3V e IDSS = 8 mA. 4.- Indique el tipo de polarización de cada circuito. 5.- Simular cada uno de los circuitos. Trabajo en el laboratorio: Armar cada uno de los circuitos indicados, y tomar todas las medidas necesarias de polarización, es decir corrientes y voltajes. f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE) Para la realización de la presente práctica el estudiante deberá proveerse de los siguientes elementos: protoboard, transistores FET, resistencias, cables para conexión y multímetro en buen estado (tester). El laboratorio le facilitará: fuente de corriente continua. Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: REVISION 1/1 Página 1 de - MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS LABORATORIO CARRERA SEDE ELECTRÓNICA ANALÓGICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Quito - Campus SUR. g. INFORME 1.- Presentar en forma clara y ordenada: los datos obtenidos en la práctica, los del trabajo preparatorio, compárelos y obtenga los respectivos errores. Explique los mismos. 2.- Indicar y explicar los cambios que deben realizarse a los circuitos para polarizar un transistor de canal P. Dibujar los circuitos. 3.- Conclusiones. h. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA [1] ROBERT BOYLESTAD, “Electrónica Teoría de Circuitos Editorial”, Décima Edición, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, 2009 [2] Huijsing,(2011), Amplifier Opertional, Theory and Design, E. Springer* [3] Floyd T,(2011), Electronic Device, E. Prentice Hall* [4] ROBERT BOYLESTAD. Introducción al análisis de Circuitos, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A, décima Edición, 2011 Elaborado por: Ing. Gustavo Caiza Revisado por: Ing. Johanna Celi Aprobado por: Fecha de Elaboración Agosto 2013 Fecha de Revisión Septiembre 2014 Número de Resolución Consejo de Carrera: