Oscilador RC con amplificador operacional Willian Figueroa1 , Felipe Ramı́rez 2 , Julian Robles3 , Sergio Andrés Sanchez 4 , Paola Walteros 12334957371 , 10154456372 , 12336965703 ,132790894 ,10263077485 , 5 Universidad Central, Bogotá D.C, Colombia. Facultad de Ingenierı́a y Ciencias Básicas Septiembre 03 de 2021 Resumen El presente informe cuenta con la información referente al análisis de circuitos en régimen transitorio, haciendo el estudio sobre un amplificador operacional, en donde el mismo se comporta como un oscilador RC, y se realiza un asnálisis sobre respuesta al escalon segun los conceptos aprendidos en clase. Palabras clave: Análisis, Amplificador, Mallas, Nodos, Capacitores. Tau, tiempo de carga y descarga. 1. Introducción terı́sticas son: - Los capacitores en serie y Paralelo se combinan de la misma manera que las conductancias. - La corriente A través de Un capacitor es Cero a menos que la tensión cambie. De esta manera, se comporta como circuito abierto, con una fuente de cd. - La tensión en un capacitor no puede cambiar instantáneamente - La tensión en un capacitor es directamente proporcional, a la integral en el tiempo de la corriente que circula a través de él. Z Z 1 t 1 t V = idt = idt + v(t0 ) C −∞ C t0 En la electrónica análoga, es conocido y muy utilizado los amplificadores operacionales, pues ofrecen variedad de utilidades las cuales solucionan diversos problemas en los circuitos eléctricos y electrónicos, ´pues con el se puede amplificar señales, filtrarlas, modificarlas, etc. Es esencial conocer el comportamiento del mismo, pues su funcionamiento y el adecuado análisis es esencial para que su operación y estudio sea el más óptimo y se pueda dar respuestas de a forma mas precisa y acertada posible, sin embargo, hay aspectos muy puntuales, como el tau, el cual dará información precisa del comportamiento de la salida de sus señales. Repuesta al Natural: Respuesta al Escalón: 2. Marco teórico Condiciones iniciales: Respuesta Transitoria: Es el momento comprendido desde el instante en que es perturbado, hasta que se estabiliza y entra en régimen estacionario. 3. Desarrollo práctico Montaje de las fuentes. Amplificador operacional: Son elementos activos, con la capacidad de sumar, amplificar integrar o diferenciar señales. Además, son usados en aplicaciones analógicas como medición y filtrado de señales. En condiciones Ideales, los amplificadores tienen una resistencia de entrada infinita, una resistencia de salida cero, y una ganancia Infinita. Ası́ como, la corriente por cada una de sus dos terminales de entrada es cero, y la tensión entre las terminales de entrada es despreciable. En primer lugar, la presente práctica la realizamos en los laboratorios de las universidad, sin embargo decidimos volverla a realizar desde casa para obtener mejores conclusiones. Con lo anterior, las fuentes o generadores fueron las primeras consideraciones, pues no tenı́amos una fuente dual, por lo que procedimos a usar dos fuentes, en donde fueron conectadas como lo muestra la imagen: Teniendo ya nuestra fuente dual, procedemos a monCapacitores: son elementos pasivos que almacenan tar el circuito de acuerdo a la práctica del laboratorio energı́a en un campo eléctrico. Algunas de sus carac- propuesta: 1 Figura 4: Señal cuadrada del circuito propuesto. Figura 1: Fuentes implementadas Para la señal exponencial: Figura 2: Circuto fisico Figura 5: Señal Exponencial del circuito con Tau 5K Teniendo nuestro montaje y nuestra fuente, procedeOhm. mos a conectarlos, teniendo en cuenta el VCC como voltajes positivos, el VSG como negativos, y el punto d coPara la señal cuadrada: nexión de las dos fuente sera el punto de referencia.En ese orden de ideas al simular en el osciloscopio en la primer figura, nos muestra la saluda exponencial y en la segunda figura nos muestra la cuadrada. Figura 6: Señal cuadrada del circuito con Tau 5K ohm. A lo anterior, prácticamente la señal no fue dada tan precisa como lo fue propuesto en el laboratorio con la reFigura 3: Señal Exponencial del circuito propuesto. sistencia de 1K ohm, debido a que en algunas ocasiones los amplificadores por su modelo y fabricación son mas Como se observa en las imágenes, cada señal no esta sensibles a este tipo de configuraciones, sin embargo esmuy definida, la exponencial muestra la señal pero no es- te objetivo fue lograr ajustarlo y demostrar los cambios ta tan bien formada al igual que la cuadrada. Lo anterior, requeridos para su buen funcionamiento. es causa del Tau de la función del circuito, pues debe ser Simulación del circuito. incrementado para que estas señales de nuestro oscilador, este más definidas. Por lógica y por análisis visual, proA continuación, se observa el comportamiento del amcedemos a utilizar la R3=1K ohm por una resistencia de 5K ohm y obtenemos el siguiente resultados: plificador operacional en la simulación con el software de 2 LTSpice, pues en este caso usamos los valores iniciales del laboratorio propuesto. Figura 7: Montaje de circuito en el software.. Figura 8: Señales de la simulación. 4. Conclusión Se intento en la practica usar el ”prueba y error”teniendo las nociones básicas del Tau, con el fin de verificar el comportamiento de la señal siendo que este ajuste permite adecuar la señal. Referencias [1] Charles K. Alexander y Matthew N. O. Sadiku Fundamentos de circuitos eléctricos , quinta edición. [2] Hayt, William Hart et al. Análisis de circuitos en ingenierı́a. México: McGraw-Hill, 2007. 3
