89000454 ELECTRONICA DE POTENCIA.pdf

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

MANUAL DE APRENDIZAJE

Tcnico de Nivel Operativo

ELECTRNICA DE POTENCIA

OCUPACIN:

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

MATERIAL DIDCTICO ESCRITO

FAMILIA OCUPACIONAL ELECTROTECNIA OCUPACIN ELECTRICISTA INDUSTRIAL NIVEL TCNICO OPERATIVO Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formacin y capacitacin en la ocupacin de ELECTRICISTA INDUSTRIAL a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualizacin permanente, se autoriza la APLICACIN Y DIFUSIN de material didctico escrito referido a ELECTRNICA DE POTENCIA Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusin y aplicacin oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TCNICO DEL SENATI

N de Pgina174 Firma .. Nombre: Jorge Saavedra Gamn Fecha: 05 02 - 14.

ELECTRONICA DE POTENCIA

.

PRESENTACION

El presente Manual de Aprendizaje de la especialidad de Electricista

Industrial, del Programa de Aprendizaje Dual, corresponde al curso 04.06.04

Electrnica de Potencia y tiene como objetivo analizar, montar, detectar fallas yreparar los circuitos electrnicos de potencia, utilizando instrumentos de medicin

electrnicos.

El Modulo Formativo Electrnica de Potencia esta compuesto por lassiguientes tareas:

- Montaje de un circuito optoacoplado.

- Montaje de un circuito amplificador con OPAMP. - Montaje de circuitos combinacionales con compuertas lgicas. - Montaje de un circuito oscilador de relajacin con UJT. - Montaje de un circuito rectificador controlado de media onda. - Montaje de un circuito rectificador controlado de onda completa. - Montaje de un circuito rectificador trifsico no controlado de media onda. - Montaje de circuito rectificador trifsico no controlado de onda completa. - Montaje de circuito de control de velocidad de un motor DC.

Elaborado en la Zonal: Lambayeque Cajamarca Norte

Ao: 2004

Instructor: Ing. Julio Quispe Rojas.


INDICE 1. Presentacin........................................................................ 3 2. Tarea 1............................................................................... 4 Montaje de un circuito optoacoplado. 3. Tarea 2............................................................................... 20 Montaje de un circuito amplificador por OPAMP. 4. Tarea 3............................................................................... 47

Montaje de circuitos combinacionales por compuertas lgicas.

5. Tarea 4............................................................................... 77

Montaje de un circuito oscilador de relajacin por UJT. 6. Tarea 5.............................................................................. 94

Montaje de un circuito rectificador controlado de media Onda por SCR. 7. Tarea 6............................................................................. 114

Montaje de un circuito rectificador controlado de onda Completa por TRIAC.

8. Tarea 7.............................................................................. 135

Montaje de un circuito rectificador trifsico no controlado de media onda.

9. Tarea 8............................................................................. 147 Montaje de circuito rectificador trifsico no controlado de onda completa.

10. Tarea 9.............................................................................. 160

Montaje de circuito de control de velocidad de un motor DC

11. Bibliografa.......................................................................... 175

4

CIRCUITO DE ALARMA CONTRA ROBO CON OPTOACOPLADOR

9V

6911

14

8

180390220

0.2W

1/2W

815

12 3

740904

7

+

+

1S1

1.5V

47

4

1uF

D1

5

6

3

2

N

ORDEN DE EJECUCIN

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS/MATERIALES 1 2 3 4 5

IDENTIFIQUE LOS TERMINALES DE LOS COMPONENTES DEL CIRCUITO. DIBUJE ESQUEMA DE CIRCUITO DE ALARMA CON OPTOACOPLADOR. PRUEBE OPTOACOPLADOR. ARME CIRCUITO DE ALARMA CONTRA ROBO CON OPTOACOPLADOR.

COMPRUEBE EL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO.

FUENTE DE ALIMENTACION, MULTIMETRO DIGITAL, PROTOBOARD, OSCILOSCOPIO. OPTOACOPLADOR, IC 74090 CONDUCTORES VARIOS CALIBRE 18 Y 22 AWG. PINZAS, ALICATE DE CORTE. RESISTENCIAS, SWITCH, PARLANTE.

PZA

CANT

DENOMINACINNORMA/ DIMENSIONES

MATERIAL

OBSERVACIONES MONTAJE DE UN CIRCUITO

OPTOACOPLADO HT REF: HT-01

Tiempo:4 Horas

HOJA: 1 / 1

ELECTRICISTA INDUSTRIAL Escala: ------ 2004


ELECTRICISTA INDUSTRIAL HO-01 1 / 1 5

OPERACIN HACER ESQUEMA DE CIRCUITO OPTOCOPLADOR DESCRIPCIN

Para realizar el montaje de un circuito electrnico se debe contar con el esquema del circuito y las caractersticas de los componentes a usar. Cuando no se cuenta con el esquema se debe previamente disear el circuito cumpliendo con los requerimientos del problema o necesidad a solucionar.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Defina los elementos a usar y sus caractersticas. 2 PASO: Grafique el esquema que cumpla con los requisitos del problema

usando un optoacoplador. 3 PASO: Dibuje el esquema de circuito con optoacoplador mostrado.

9V

6911

14

8

180390220

0.2W

1/2W

815

12 3

740904

7

+

+

1S1

1.5V

47

4

1uF

D1

5

6

3

2



OPERACIN PROBAR OPTOCOPLADOR DESCRIPCIN

EL Optoacoplador es un C. I. que tiene seis terminales de los cuales cinco son utilizados y uno no se usa. Como, todo componente electrnica, debe ser probado antes de ser utilizado.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Identifique los terminales del optoacoplador utilizando el Manual ECG en la seccin Optoisolators. .

2 PASO: Arme el circuito mostrador.

1S1

R1

1.5V

47

4

5

6

3

2+

3 PASO: Seleccione el multimetro en la escala de Ohmmetro de R x 100, y

conecte la punta de prueba positiva en el colector, y la punta de prueba negativo en el emisor.

4 PASO: Mida con el switch abierto, el Ohmmetro debe indicar una alta

resistencia. 5 PASO: Mida con el switch cerrado, el Ohmmetro debe indicar una baja

resistencia, aproximadamente entre 200 a 300 ohmios.



OPERACIN PROBAR CIRCUITO OPTOCOPLADOR DESCRIPCIN

El circuito que se utiliza es una alarma contra robos que es activado por optoacoplador, en el cual, el circuito de disparo, debe estar abierto y al cerrar se dispara la alarma. La tensin para la alarma es de mayor que la tensin del circuito de disparo, el optoacoplador permite operar con distintas tensiones.

PROCESO DE EJECUCIN 1 PASO: Arme en el protoboard, el circuito mostrado .

9V

6911

14

8

180390220

0.2W

1/2W

815

12 3

740904

7

+

+

1S1

1.5V

47

4

1uF

D1

5

6

3

2

2 PASO: Cierre el circuito de entrada y la alarma se activar, hasta que se

desconecte el switch. 3 PASO: Verifique con el multimetro, que cuando se cierra el circuito de

entrada, se presenta una tensin en el terminal 5 del IC 74090, activando la alarma y al desconectar el circuito de entrada, desaparece tensin y se apaga la alarma.

4 PASO: Verifique con el osciloscopio las formas de onda y grafique,

indicando los voltajes.


ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIT-01 8

CIRCUITO DE ALARMA POR OPTOACOPLADOR

EL OPTOACOPLADOR El Optoacoplador es un componente integrado que internamente tiene un Led y un elemento fotosensible que se activa cuando recibe la luz emitida por el Led, es un acoplador que utiliza la luz como medio de transferencia de la orden de accin. El optoacoplador se utiliza para acoplamientos de interfase y proporcionar aislamiento entre una fuente de seal o control y la etapa de fuerza o carga, dependiendo de la aplicacin especifica, los optoacopladores pueden ser incorporados en diseos de equipos, como elementos de conexin entre subsistemas. La gran caracterstica del Optoacoplador es el aislamiento elctrico que puede establecer entre el circuito de entrada y el circuito de salida.

IDENTIFICACION DE TERMINALES

1

4

5

6

3

2

Como se observa en la figura, el optoacoplador utiliza un encapsulado de seis pines o terminales, entre los pines 1 y 2 se encuentra conectado internamente un LED y entre los pines 4,5 y 6 estn conectados los terminales de un elemento fotosensible, que puede ser un fototransistor, un fotodarlington, un fototiristor, etc. el pin 3 no tiene conexin. Tambin, se tiene optoacopladores en encapsulados de cuatro pines o terminales, en el cual el terminal de base o pin 6 no existe, y encapsulados de 8 pines o terminales, que contienen dos optoacopladores. FUNCIONAMIENTO El Optoacoplador tiene en su interior, como se explico, un Led y un componente fotosensible, cuando entre los terminales del Led (1 y 2), se presenta una tensin que polarice directamente al Led, circula una corriente, iluminando el Led, y ello incide en



el componente fotosensible como es un fototransistor, provocando que el transistor conduzca una corriente que depende de la iluminacin del Led, que a su vez depende de la corriente que circula por el Led. Al producir una corriente en el transistor, se obtiene una tensin variable entre los terminales colector emisor del transistor, logrando que una seal de tensin acoplada en la entrada del optoacoplador genera una seal de tensin en la salida, pero aisladas elctricamente. PARAMETROS Los principales parmetros del Optoacoplador son: Tipo de elemento fotosensible de la salida: Por Fototransistor Por Fotodarlintong Por Fototiristor Corriente de salida, es un parmetro, que determina la corriente que se podr hacer circular por el optoacoplador, y la corriente directa If del Led puede ser entre 5 a 10 mA. para preservar la vida til del optoacoplador. La longitud del alambrado al optoacoplador no es crtico, siempre que se observe buenos mtodos de montaje del componente. El led tiene un voltaje directo de 1.15 V aproximadamente mientras que el voltaje inverso mximo es de 3 V. El fototiristor tiene un VCEO 30 V. max y una disipacin de potencia de 150 mw max a una temperatura ambiente de 25C. El optoacoplador puede tener una respuesta de frecuencia de hasta 300 Khz. y proporciona una aislamiento entre el circuito de entrada y el circuito de salida de 700V. APLICACIONES Las aplicaciones del Optoacoplador son generalmente para acoplar una circuito de mando al circuito de fuerza, por ello se utiliza para el disparo de circuitos de Tiristores, reemplazando a los transformadores de pulsos. Otra aplicacin comn es el uso en circuitos que utilizan diferentes niveles de tensin o en los que no se debe cargar el circuito, como es en sealizacin de circuitos operativos y en alarmas, como las que se muestran a continuacin: CIRCUITO DE SEALIZACIN DE OPERATIVIDAD En el circuito mostrado el Led D1 permanecer apagado mientras S1 se encuentra abierto, al cerrarse el interruptor S1, el Led D1 encender, no existe conexin elctrica entre los circuito de entrada y salida, que se alimentan con dos fuentes diferentes, una de 1.5 voltios que corresponde a una pila y otra de 9 voltios, que puede ser de una fuente o una batera, y los circuitos de entrada y salida estn elctricamente aislados, son independientes. Cuando el interruptor S2, se abre, nuevamente el Led



permanecer apagado, el mayor voltaje del circuito de salida es para tener mayor visibilidad.

1S1

R1

1.5V

B1

47

4B2

D1

R2680

9V

5

6

3

2+

+

CIRCUITO DE ALARMA CON OPTOACOPLADOR El circuito de alarma mostrado, depende un sensor, que actuar cerrando el circuito cuando detecte la accin prevista en el diseo como disparo para la alarma, en el circuito se representa por el interruptor S1. Al cerrar el interruptor S1, se emite un tono por el parlante, el cual continuar sonando, mientras este cerrado S1, al abrirse cesar el tono; puede modificarse el circuito utilizando un circuito de enclavamiento, electrnico o con rel, que requiera un pulso de reposicin para detener el sonido.

9V

6911

14

8

180390220

0.2W

1/2W

815

12 3

740904

7

+

+

1S1

1.5V

47

4

1uF

D1

5

6

3

2

Existen aplicaciones de los optoacopladores a equipos como las computadoras, procesadores de datos, sistemas de comunicaciones, controles remotos, lneas de transmisin de datos, instrumentos musicales electrnicos, equipos de prueba y juegos electrnicos, etc.



FIBRA OPTICA

La luz o las ondas de luz son una forma de energa electromagntica, y puede ser utilizada para transmitir informacin en ella, como se realiza con las dems ondas electromagnticas, y la idea de transmitir informacin con la luz como portadora, tiene mas de un siglo de antigedad, cuando en 1880, Alexander G. Bell construy el fotfono que enva mensajes vocales a corta distancia por medio de la luz, pero la falta de fuentes de luz adecuadas lo presentaban inviables para una aplicacin practica en ese tiempo. La invencin del lser permiti retomar la posibilidad de utilizar la luz como soporte de comunicaciones confiables y de alta capacidad de transmisin y se investig nuevas tcnicas de modulacin y deteccin tica. El empleo de fibras de vidrio como medio gua se planteo como una forma de desarrollo, por el tamao, peso, facilidad de manejo, flexibilidad y costo; en concreto las fibras de vidrio permitirn guiar la luz mediante mltiple reflexiones internas de los rayos luminosos, sin embargo en un principio presentaban elevadas atenuaciones. La tecnologa de la fibra ptica se va imponiendo en el campo de las comunicaciones, debido a las grandes ventajas que posee con respecto a los conductores convencionales, entre ellas, el gran ancho de banda, la baja atenuacin de las seales transportadas, alta inmunidad a interferencias externas, gran disponibilidad de material con que se fabrican, etc. En la actualidad, el uso de la fibra ptica esta ampliamente difundido, tanto para proyecto privados dentro de los edificios, como para instalaciones nacionales de transmisin de voz y datos, para las empresas de telecomunicaciones. FUNCIONAMIENTO La fibra ptica debido a su refraccin interna, transmite la luz a travs de su eje longitudinal, las perdidas dependen de la longitud, absorcin y dispersin internas. Para la aplicacin de la fibra ptica a las comunicaciones es preciso un sistema que, bsicamente se compone de un codificador, un excitador, una fuente de luz (emisor), detector de luz (receptor), un amplificador y un descodificador, adems de la propia fibra ptica. El sistema de comunicaciones por fibra tica se diferencia del sistema de comunicaciones convencional, en que adems de la fibra ptica como medio de transmisin, requiere de dispositivos de conversin electro-ptico en el inicio de la transmisin y ptico-elctrico al final de la transmisin. El cable de fibra ptica es el medio de transmisin de la seal luminosa de informacin y utiliza repetidores o amplificadores de lnea, que se encargan de la regenerar y amplificar la seal, y pueden ser electro-pticos u ptico-ptico.



CARACTERISTICAS El cable de fibra ptica esta formada por un hilo de material transparente derivado del slice recubierto por una capa de material tambin transparente pero de menor ndice de refraccin y todo ello cubierto de una funda de material totalmente opaco para constituir un aislamiento contra interferencias luminosas externas

Luz

Ncleo

RevestimientoAislamiento Optico

CABLE DE VEINTICUATRO FIBRAS OPTICAS

Unidad de 6 fibras

Relleno

Tensor Principal

Tubo plstico abierto

APLICACIONES Las aplicaciones ms importantes son en telecomunicaciones y transmisin de informacin de sistemas de control de equipos y maquinarias, a continuacin indicamos a algunas de las ms comunes:

- Para enlaces interurbanos y urbanos - Para enlaces interoficinas dentro de un campus o en la ciudad. - Cable Submarino - TV por cable, CATV, ITV - Cableado de abonados y centrales telefnicas. - Enlaces de datos - Circuitos cercanos a lneas de alimentacin elctrica - Cableado de buques y aviones.


ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIC-01 13

CALCULO DE LONGITUDES DE ONDA DE RADIACIONES

ELECTROMAGNETICAS

RADIACIONES ELECTROMAGNTICAS

Si en un espacio libre producimos un breve impulso elctrico, algo as como una chispa de descarga o una fuerte corriente en un trayecto corto, y lo consideramos como una corriente elemental que tendr un tiempo breve, en ese instante se forma en entorno a esa corriente un campo magntico H que es variable, puesto que esta en formacin, sus lneas de fuerza son crculos concntricos con la corriente elemental. Este campo magntico variable da origen a un campo elctrico E, cuyas lneas de fuerza tambin sern crculos pero ubicados en un plano perpendicular al del campo magntico, y el campo elctrico, es tambin variable por estar en formacin, y dar origen a un nuevo campo magntico, que es el segundo H que a su ves crea otro elctrico, el segundo E, y as sucesivamente. Cada campo elctrico E y cada campo magntico H, tienen sentidos alternados segn lo determinan las conocidas reglas practicas de la induccin. Si todos los campos magnticos estn en los planos horizontales y los campos elctricos deben estar en planos verticales; la propagacin de este fenmeno se cumple con una velocidad igual a la velocidad de la luz, que es de 300,000 Km/seg. Como el origen de la esta situacin es una corriente instantnea I, esta desaparece muy rpidamente, pero la propagacin continua indefinidamente en lnea recta y se le llama onda electromagntica. Ahora podemos hacer una importante deduccin si consideramos uno de los dos campos que integran una onda electromagntica; si tomamos el campo elctrico, entonces nos da la polarizacin de la onda, el que permite definir el frente de onda y el que hemos de considerar para determinar la intensidad en un punto del espacio alcanzado por la radiacin. A distancias considerables de la fuente podemos tomar las lneas de fuerza como rectas verticales y paralelas, y las mismas se distribuirn en el espacio en forma irregular pero siguiendo la ley sinusoidal, ya que la onda tiene un origen sinusoidal, puesto que la corriente que la origino es alterna. En un instante dado, la configuracin en un lugar del espacio es de puntos de concentracin y puntos vacos, Si medimos la densidad de lneas a lo largo de la trayectoria de la onda, nos dar la intensidad del campo en cada punto, y si representamos grficamente la intensidad del campo, obtendremos una sinusoide, la distancia en el espacio entre dos puntos mximos o dos nulos se llama longitud de onda y su valor puede calcularse fcilmente.



Em

Em

CALCULO DE LA LONGITUD DE ONDA En efecto, la distancia recorrida por un mvil es el producto de la velocidad de desplazamiento por el tiempo que tarda en recorrerlo, en nuestro caso la onda viaja con la velocidad c de la luz y el tiempo que tarda en recorrer un ciclo es la inversa de la frecuencia de la corriente alterna que genera la onda, si llamamos lambda a la longitud de onda, se tiene:

= c.T , f

T 1= La velocidad de la Luz, c = 300 x 106 m/s, queda ligada la longitud de onda con el periodo o con la frecuencia de la corriente generadora:

f = c , f = 300 x 106

Las unidades son para longitud de onda en metros y para la frecuencia en ciclos por segundo, en la prctica se suele tomar la frecuencia en megaciclos por segundos a cuya unidad se le llama megahertz y se elimina el factor numrico 106, quedando la expresin simple:

f = 300 Por ejemplo si la frecuencia de la corriente generadora es de 15MHz (megahertz), la longitud de onda ser de 20m.

f = 300 ; . 15 = 300 ; = 20 Las ondas que emergen de un conductor irradiante, surca el espacio en todas las direcciones y en un punto cualquiera puede determinarse la intensidad del campo elctrico existente, la longitud de onda = 20 m. significa, que a lo largo de cada direccin de propagacin tendremos configuraciones que se repiten cada 20m. variando el campo elctrico en forma sinusoidal; en un instante determinado los valores mximos en un sentido estarn separados 20m.



RADIACION OPTICA CONCEPTO La radiacin ptica o Luz es radiacin emitida por incandescencia o por luminiscencia, que ilumina las cosas y las hace visibles, y en el amplio espectro de las ondas electromagnticas existe una estrecha banda de ondas que se distingue de las que le preceden y le siguen en dicho espectro, por tener la propiedad de excitar los rganos de la vista. CARACTERISTICAS La Banda del espectro visible abarca longitudes de onda comprendidas entre 0.0004 mm. que corresponde a la luz violeta y 0.0007 mm. que corresponde a la luz roja. Ambos lmites no coinciden con un cambio de la naturaleza de las ondas electromagnticas, solo marcan la incapacidad de nuestros ojos para distinguir radiaciones de longitud de onda ms corta, luz ultravioleta o longitudes de onda ms larga como la luz infrarrojo. La radiacin ptica es la emisin de rayos luminosos o luz, considerada como un fenmeno ondulatorio y corpuscular, todas las radiaciones ondulatorias se deben a la propagacin simultanea de un campo magntico y un campo elctrico a la velocidad de la Luz, y las radiaciones corpusculares se deben a los movimientos de partculas muy rpidas, que a veces se acercan a la velocidad de la luz, aun que nunca superiores. La luz ordinaria es incoherente por que en los tomos de donde proviene, los saltos de electrones y la emisin de fotones se producen en desorden y en cualquier instante y en el haz que resulta no existe la menor relacin entre las fases de las ondas. La luz coherente es obtenida previa preparacin en la que se maneja un orden, un ejemplo de la luz coherente es el Laser. ESPECTROS DE LUZ Una visin general de las radiaciones ondulatorias nos mostraran las diferentes bandas de frecuencias de las ondas que existen:

PRINCIPALES BANDAS DE FRECUENCIA

FRECUENCIA

Ondas radioelctrica De 104Hz a 1011Hz

Rayos infrarrojos De 1012Hz a 4 x 1014Hz

Radiaciones luminosas De 4 x 1014Hz a 7,5 x 1014Hz

Radiaciones ultraviolados De 7,5 x 1014Hz a 1016Hz

Rayos x De 1016Hz a 5 x 1019Hz

Rayos alfa De 5 x 1019Hz a 1020Hz



Las radiaciones electromagnticas de la que forman parte las radiaciones pticas, se agrupan en bandas de frecuencias que son de uso internacional, sobre todo para dar el uso adecuado en los servicios de telecomunicaciones, radar, radionavegacin, polica, investigaciones cientficas, etc. Las principales bandas del espectro radioelctrico suelen designarse con siglas de sus correspondientes denominaciones en lengua inglesa y a continuacin se indican:

BANDAS DE FRECUENCIAS

SIGLAS FRECUENCIA LONGITUD DE ONDA

Frecuencias audibles EF 0.3KHz a 3KHz DE 106m a 105 m

Frecuencias muy bajas VLF 3KHz a 30KHz De 105m a 104 m

Bajas frecuencias LF 30KHz a 300KHz De 104m a 103m

Frecuencias medias MF 0.3MHz a 3MHz De 103m a 102m

Altas frecuencias HF 3MHz a 30MHz De 102m a 10m

Muy altas frecuencias VHF 30MHz a 300MHz De 10m a 1m

Ultra altas frecuencias UHF 0.3GHz a 3GHz De 1m a 10cm

Ondas centimtricas SHF 3GHz a 30Ghz De 10cm a 1cm

Ondas milimtricas EHF 30GHz a 300GHz De 1cm a 1mm

Rayos infrarojos IR 0.3THz a 3THz De 10-2cm a 10-4mm

La luz del sol es una mezcla de luces monocromticas de longitudes de ondas diferentes; una superficie que refleje todas las radiaciones de esa luz, engendrar en nuestra retina la sensacin de color blanco, si la superficie absorbe todas las radiaciones y no las refleja, la retina no ser excitada y experimentaremos la sensacin del color negro. Una superficie tiene caractersticas determinadas para absorber o reflejar determinadas radiaciones, las radiaciones que las reflejan excitaran a nuestra retina y darn la sensacin de un determinado color, variando desde longitudes de onda de 0.4 micrones del color violeta extremo hasta 0.8 micrones para el color rojo oscuro; la excitacin de la retina por las radiaciones varia de acuerdo a cada especie animal, variando ligeramente en sus extremos. Los colores se ordenan de acuerdo a una gama determinada por la naturaleza y reproducida por la luz cuando atraviesa un prisma: violeta, ail, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo



EL OPTOACOPLADOR

El optoacoplador es un componente utilizado para aplicar seal de un circuito a otro sin conexin elctrica, consisten en un emisor de luz acoplado ptimamente a un receptor de luz, ambos tienen conexin elctrica al exterior y se encuentran instalados en una misma cpsula y aislado de la luz exterior. Al aplicar una seal elctrica a los extremos un LED, este se transformar en una seal luminosa que ser captada por un fototransistor o elemento fotosensible; este transformara la seal luminosa captada en una seal elctrica de las mismas caractersticas aplicadas al extremo de entrada del LED. SIMBOLO El smbolo de los optoacopladores se representa por un Led y su correspondiente componente fotosensible, que puede ser un fototransistor o un fotodarlington, o un fototriac, etc. Se muestra los smbolos de los optoacopladores siguientes:

OPTOACOPLADOR OPTOACOPLADOR OPTOACOPLADOR FOTOTRANSISTOR FOTOTRIAC FOTOFET TIPOS Los optoacopladores o optoisolators, sern de diferentes tipos, dependiendo del componente fotosensible que utilice para la etapa de salida, son: OPTOACOPLADOR CON FOTOTRANSISTOR

- TRANSISTOR NPN - TRANSISTOR PNP - TRANSISTOR DARLINGTON - DUAL TRANSISTOR NPN

OPTOACOPLADOR CON FOTOTIRISTOR

- SCR - TRIAC - TRIAC CON CRUCE POR CERO



OPTOACOPLADOR CON FOTOFET OPTOACOPLADOR CON FOTOSCHMITT TRIGGER OPTOACOPLADOR CON FOTOLOGIC GATES

- NAND OPEN COLLECTOR HI SPEDD - DUAL NAND OPEN COLLECTOR HI SPEDD

OPTOACOPLADOR CON FOTOTRANSISTOR COMPATIBLE TTL - TRANSISTOR NPN OPEN COLLECTOR - TRANSISTOR DARLINGTON SPLIT - DUAL TRANSISTOR NPN

POLARIZACION Los optoacopladores deben polarizarse teniendo en cuenta el componente fotosensible que se utiliza en la salida. El Led de la entrada, se debe polarizar directamente para transmitir la seal a la salida y cuando se polariza inversamente no existir transferencia de la seal a la salida. En el caso de salida con transistor NPN, el colector a positivo y el emisor a negativo, y cada elemento de acuerdo a la polarizacin correcta en su uso como elemento discreto. La configuracin de cada uno de optoacopladores se obtiene de los manuales de componentes electrnicos como el ECG, en la seccin Opto-Electronic Devices, paginas de Optoisolators, donde se tiene las caractersticas y los grficos de los terminales y configuracin de los circuitos disponibles en el mercado de productos electrnicos. ESPECIFICACIONES Las especificaciones de los Optoacopladores, tienen en cuenta el tipo de optoacoplador, la corriente directa del Led que generalmente esta entre 60 y 80 mA. Y su voltaje inverso de 3V. y 6V. Otra especificacin del optoacoplador es el mximo voltaje de aislamiento, que esta alrededor de 6000 voltios, la potencia total del componente en 250 mW en promedio. La etapa de salida depende de cada tipo optoacoplador, como son el voltaje inverso, voltaje colector base, corriente de colector para el fototransistor, voltaje de encendido, corriente AC, corriente de mantenimiento, etc. para los tiristores, y en general para cada tipo, las especificaciones se encuentran en el manual de componentes electrnicos como el ECG.



ESQUEMAS DE CIRCUITOS DE ALARMA POR OPTOACOPLADORES

23IC1

7 6

R4

R1

R2R3

GND

LDR

Q1

D1

VCCVCCVCC VCCRele

4

El circuito mostrado utiliza un detector de luz LDR, para detectar que el acoplo luminoso se ha interrumpido y disparar el comparador y permitir que el transistor conduzca y con ello activar el rele, cerrando el contacto y haciendo funcionar la alarma o la sirena. CONSIDERACIONES EN LA SELECCIN DEL RADIO DE ACCION DE

CIRCUITOS OPTOACOPLADORES Los optoacopladores son componentes que tiene un emisor de luz acoplado ptimamente a un receptor de luz; ambos tienen conexin elctrica al exterior y se encuentran instalados en una misma cpsula y aislado de la luz exterior, se utiliza cuando se requiere un aislamiento elctrico entre la etapa de entrada y la etapa de salida. Otros circuitos de acoplamiento ptico, utilizan la luz como un medio de conexin a distancia, que puede ser interceptado, sin un contacto fisco o mecnico, y servir para activar o desactivar el funcionamiento de circuito; para este caso, se debe seleccionar un emisor de luz de suficiente iluminacin para recorrer la distancia requerida sin atenuarse, y el detector de luz debe ser lo suficientemente sensible para detectar las variaciones de iluminacin del emisor, pero tambin se debe tener en cuenta el efecto de la luz externa que rodea al circuito. Detectores de Luz, se utilizan para detectar el da y la noche y activar y desactivar circuitos, se seleccionan con caractersticas adecuadas y evitar los falsos disparos.

20

CIRCUITO DE AMPLIFICADOR SUMADOR

V

V

V+-

R1

R3

R2

1

3

2

R4

Vsal

CIRCUITO DE AMPLIFICADOR NO INVERSOR

V +-

R1R2

Ven sal

N

ORDEN DE EJECUCIN

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS/MATERIALES 1 2 3 4 5

6

IDENTIFIQUE LOS TERMINALES DE LOS COMPONENTES DEL CIRCUITO. PRUEBE EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL. ARME CIRCUITO COMPARADOR CON OPAMP PRUEBE EL CIRCUITO CON OPAMP. ARME CIRCUITO AMP. INVERSOR, AMP. SUMADOR, AMP. NO INVERSOR. PRUEBE CIRCUITO CON OPAMP.

FUENTE DE ALIMENTACION, MULTIMETRO DIGITAL, PROTOBOARD, OSCILOSCOPIO, GENERADOR DE FUNCIONES. OPAMP LM 741 CONDUCTORES VARIOS CALIBRE 22 AWG. PINZAS, ALICATE DE CORTE. RESISTENCIAS, LEDs, SWITCH.

PZA

CANT


MATERIAL

OBSERVACIONES MONTAJE DE UN CIRCUITO AMPLIFICADOR

CON OPAMP HT REF: HT-02

Tiempo:4 Horas

HOJA: 1 / 1




OPERACIN HACER ESQUEMA DE AMPLIFICADOR CON OPAMP DESCRIPCIN

Para realizar el montaje de un circuito amplificador por opamp, al igual que para cualquier circuito electrnico, se debe contar con el esquema del circuito y las caractersticas de los componentes a usar. Cuando no se cuenta con el esquema, se debe previamente disear el circuito amplificador, cumpliendo con los requerimientos del problema o necesidad a solucionar.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Defina los elementos a usar y sus caractersticas. 2 PASO: Grafique el esquema que cumpla con los requisitos del problema

usando un amplificador operacional opamp. 3 PASO: Dibuje el esquema de circuito amplificador con opamp, mostrado.

V

+

-

R2

R1

VeVsal

I1

I2en

OBSERVACION: El circuito mostrado corresponde a un amplificador inversor,

los componentes: Opamp LM741 R1 = 1 Kohmios

R2 = 10 Kohmios



OPERACIN PROBAR OPAMP DESCRIPCIN

EL Amplificador Operacional - opamp es un C. I. que tiene ocho terminales de los cuales siete son utilizados y uno no se usa. El Opamp, como todo componente electrnico, debe ser probado antes de ser utilizado.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Identifique los terminales del opamp utilizando el Manual ECG en la seccin Linear IC and module circuits.

2 PASO: Arme el circuito mostrado, en el protoboard.

++-

--

10.5V1.5V

12V

+12V

3 PASO: Verifique que al ingresar un voltaje positivo por la entrada No Inversora, el voltaje de salida es un voltaje positivo, cuyo valor es igual al valor de la fuente positiva menos 1.5 voltios aproximadamente.

4 PASO: Arme el circuito mostrado, en el protoboard.

+

+-

-

- -10.5V1.5V

12V

+12V

5 PASO: Verifique que al ingresar un voltaje negativo por la entrada No

Inversora, el voltaje de salida es un voltaje negativo, cuyo valor es aproximadamente igual al valor de la fuente negativa menos 1.5 V.

OBSERVACION: Si cumple, el Opamp esta en buen estado.



OPERACIN PROBAR CIRCUITO DEL COMPARADOR DESCRIPCIN

El circuito que se utiliza es un circuito Comparador, en el cual el voltaje de referencia es 3 voltios, por lo tanto para voltajes ms positivos que tres voltios, la salida ser positiva, y para voltajes menores de tres voltios o negativos la salida ser negativa.

PROCESO DE EJECUCIN 1 PASO: Arme en el protoboard, el circuito mostrado

VV

VV

+

+

+

--

V

CR2

R1

en

cc

cccc

sal

.

2 PASO: Verifique las conexiones y alimente el circuito con +12Vdc y -12Vdc y conecte a la entrada Ven una tensin variable de -12 voltios a +12 voltios; y mida el voltaje de salida.

3 PASO: Verifique para un voltaje mayor de 3 voltios, que la salida es igual a

+ Vsat, y para un voltaje menor de 3 voltios, la salida es - Vsat.

+

-

VV

VV

V

sal

Sat

Sat

ref en

OBSERVACION: El circuito mostrado es un comparador con voltaje de

referencia positivo, pero tambin puede tener voltaje referencia negativo o cero.

Los componentes son: Opamp LM741, R1= 9 K y R2 = 3 K.



OPERACIN PROBAR CIRCUITO DE AMPLIFICADOR INVERSOR DESCRIPCIN

El circuito que se utiliza es un Amplificador Inversor con una ganancia de lazo cerrado de 10. La tensin de la salida, ser la tensin de entrada multiplicada por la ganancia de lazo cerrado, pero de signo cambiado, o contrario a la entrada.


V

+

-

R2

R1

VeVsal

I1

I2en

OBSERVACION: En el circuito mostrado, los componentes son: Opamp LM741 R1 = 1 Kohmios R2 = 10 Kohmios

2 PASO: Verifique las conexiones y alimente el circuito con +12Vdc y -12Vdc

y conecte a la entrada Ven una seal sinusiodal 3 PASO: Verifique con el Osciloscopio la seal de entrada y salida, y

compare los niveles de tensin. A.- Conecte el canal 1 a la entrada Ven

B.- Conecte el canal 2 a la salida Vsal. C.- Determine la relacin entre las seales, o la ganancia.


indicando los niveles de tensin.



OPERACIN PROBAR CIRCUITO DE AMPLIFICADOR SUMADOR DESCRIPCIN

El circuito que se utiliza es un Amplificador Sumador con tres entradas y la salida ser la suma ponderada de los voltajes de entrada, con signo cambiado por ser amplificador inversor. Cada entrada contribuye con una proporcin igual a la tensin de la entrada multiplicada por la resistencia de realimentacin y dividido entre la resistencia serie de cada entrada.

PROCESO DE EJECUCIN 1 PASO: Arme en el protoboard, el circuito mostrado

V

V

V+-

R1

R3

R2

1

3

2

R4

Vsal

OBSERVACION: En el circuito mostrado, los componentes son:

Opamp LM741 , R1 = 1 Kohmios, R2 = 2 Kohmios R3 = 4 Kohmios, R4 = 1 Kohmios

2 PASO: Verifique las conexiones y alimente el opamp con +12Vdc y -12Vdc y conecte a las entradas V1 a 5Vdc, V2 a 0Vdc y V3 a 5Vdc.

3 PASO: Calcule el valor de la salida teniendo en cuenta, que la contribucin

de cada entrada es el voltaje de la entrada por R4 entre la resistencia serie de la entrada, y la suma de todas las entradas, con el signo cambiado es el valor de la salida.

4 PASO: Mida con el multimetro los voltajes de las entradas y de la salida, y

compare con el voltaje calculado de la salida.

5 PASO: Cambie las tensiones de las entradas V1, V2, V3, por una nueva combinacin y repita el paso 3 y 4.



OPERACIN PROBAR CIRCUITO DE AMPLIFICADOR NO INVERSOR DESCRIPCIN

El circuito que se utiliza es un Amplificador No Inversor con una ganancia de lazo cerrado de 11. La tensin de la salida, ser la tensin de entrada multiplicada por la ganancia de lazo cerrado y del mismo signo, por ser No Inversor.


V +-

R1R2

Ven sal

OBSERVACION: En el circuito mostrado, los componentes son: Opamp LM741, R1 = 10 Kohmios, R2 = 1 Kohmios

2 PASO: Verifique las conexiones y alimente el circuito con +12Vdc y -12Vdc

y conecte a la entrada Ven, una seal sinusiodal 3 PASO: Verifique con el Osciloscopio la seal de entrada y salida, y

compare los niveles de tensin. A.- Conecte el canal 1 a la entrada Ven

B.- Conecte el canal 2 a la salida Vsal. C.- Determine la relacin entre las seales, o la ganancia.


indicando los niveles de tensin.



EL COMPARADOR DE TENSION Para comparar una tensin con otra y determinar cual es el mayor, se puede, un circuito comparador, este circuito tiene dos terminales de entrada, inversor y no inversor y un terminal de salida. Cuando la tensin de la entrada no inversora es mayor que la tensin de la entrada inversora, el comparador produce una tensin de salida de nivel alto, y cuando la tensin de entrada no inversora es menor que la tensin de la entrada inversora, el comparador produce una tensin de salida de nivel bajo. CIRCUITO BASICO La manera mas simple de construir un comparador consiste en conectar un amplificador operacional sin resistencias de realimentacin, cuando la entrada inversora esta a masa, una tensin de entrada muy pequea, de fracciones de milivoltios, es suficiente para saturarlo, entonces la salida es un nivel alto.

+

-

VV

VV

0

sal

Sat

Sat

en

VV

V

+

+

--

Vencc

cc

sal

Si A, es la ganancia del amplificador operacional, la tensin mnima de entrada que produce la saturacin es

enV = AVsal

Por ejemplo, si la alimentacin es + 15 V y - 15 V, la variacin de la salida es desde -13,5 V a + 13.5 V aproximadamente, en un 741C, la ganancia de tensin en lazo abierto es tpicamente de 100,000, y por ello, la tensin de entrada necesaria para producir la saturacin positiva es

enV = 000.1005,13 V = 135 uV.



Como se observa, una tensin muy pequea de entrada satura el amplificador operacional, solo +135 uV. de tensin de entrada satura positivamente al 741C, mientras que basta -135 uV para saturarlo negativamente. VARIACION DEL PUNTO DE CONMUTACION El punto de conmutacin, tambin llamado Umbral, referencia, etc. de un comparador, es la tensin de entrada con la cual los estados de salida conmutan, de nivel bajo a alto, o viceversa. El punto de de conmutacin es cero, si el valor de la tensin de entrada es cero cuando los estados de la salida, se conmutan, cuando Ven es mayor que el punto de conmutacin, la salida es nivel alto, y cuando Ven es menor que el punto de conmutacin, la salida es nivel bajo. Se denomina a menudo detector de cruce por cero. Cuando el valor de conmutacin no es cero, la entrada inversora tiene un voltaje de referencia producida por un divisor de tensin.

+

-

VV

VV

V

sal

Sat

Sat

ref en

VV

VV

+

+

+

--

V

CR2

R1

en

cc

cccc

sal

Vref = 21

2RR

R+ Vcc

Cuando Ven es mayor que Vref, la tensin de error es positiva y la tensin de salida esta en nivel alto, cuando Ven es menor que Vref la tensin de error es negativa y la salida esta en nivel bajo. En la grafica de la salida en funcin de la entrada o funcin de transferencia, el punto de conmutacin es igual a Vref.; cuando Ven es mayor que Vref, la salida del comparador se satura positivamente, y cuando Ven es menor que Vref, la salida se satura negativamente. Un comparador como este se denomina algunas veces detector de lmite, puesto que una salida positiva indica que la tensin de entrada excede un lmite especfico, con diferentes valores de R1 y R2, podemos fijar el punto de conmutacin positivo entre 0 y Vcc., y si el divisor de tensin se conecta Vcc, con diferentes valores de R1 y R2, podemos fijar el punto de conmutacin negativo entre 0 y Vcc.



+

-

VV

VV

V

sal

Sat

Sat

ref en

VV

VV

+

+

-

--

V

CR2

R1

en

cc

cccc

sal

A veces se conecta un condensador de desacoplo en la entrada inversora, para estabilizar la tensin de referencia y reducir el rizado de la fuente de alimentacin. COMPARADOR CON UNA SOLA FUENTE DE ALIMENTACION Un amplificador operacional tpico, como el 741C, puede trabajar con una sola fuente de alimentacin positiva y tierra, y la tensin de salida solo tiene una polaridad, es decir, una tensin positiva alta o baja. Si Vcc igual a + 15 V, la variacin de salida flucta aproximadamente entre 1,5 V para el nivel bajo y cerca de 13,5 para el nivel alto. La tensin de referencia que se aplica a la entrada inversora es positiva e igual a

Vref = 21

2RR

R+ Vcc

VAlto

BajoV

V

sal

refen

VV

V

+

+

+

-V

VR2

R1

en

cc

cc

sal

Paso

Cuando Ven es mayor que Vref, la salida esta a nivel alto, cuando Ven es menor que Vref, la salida tiene un nivel bajo, en cualquier caso la salida tiene polaridad positiva. En la mayora de las aplicaciones digitales se prefiere este tipo de salida positiva.



EL AMPLIFICADOR INVERSOR

El amplificador inversor de tensin produce una tensin de salida invertida y por lo tanto no esta en fase con la tensin de entrada, el circuito es el siguiente:

V +++

+

+

-

--

-

-

R

R

L

S

Masa virtual

V

FR

salen

El circuito tiene una resistencia en serie Rs, una resistencia de realimentacin Rf, y la entrada no inversora conectada a tierra, la seal ingresa al circuito por la entrada inversora, a travs de Rs. La entrada inversora del opamp es una tierra o masa virtual, significa que este terminal tiene una tensin similar a tierra o sea cero voltios, pero para efectos de la circulacin de la corriente, el terminal esta aislado de tierra; como esta tiene una tensin de cero Voltios, toda la tensin de entrada aparece en la resistencia serie y la corriente que circula ser:

enl = RsVen

Por la tierra o masa virtual no circula corriente, por estar aislado para la corriente, como se indico, toda la corriente de la entrada que pasa por Rs, debe pasar por R F , produciendo una tensin de salida: Vsal = - i Fen R La Tensin Vsal es negativa, por que en todo componente pasivo, como es una resistencia, la corriente entra por el terminal positivo o de mayor nivel de tensin y sale por el terminal negativo o de menor nivel de tensin, por lo tanto si la entrada Inversora del Opamp, esta a nivel de tensin de Tierra, por ser Tierra Virtual, la salida de Rf, que debe tener menor nivel de tensin que tierra, tendr una tensin Negativa, y se puede escribir como:

Vsal = - S

Fen

RRV



Modificando, tenemos

en

sal

VV = -

S

F

RR LCA =

S

F

RR

Ecuacin que nos indica que la ganancia de tensin en lazo cerrado es igual a la razn de la resistencia de realimentacin entre la resistencia serie. En el Amplificador Inversor, la impedancia de entrada es la resistencia que se observa desde la entrada, y debido a que la entrada inversora del Opamp es una tierra virtual, la resistencia que se presenta es Rs, al disear una amplificador inversor, tanto la impedancia de entrada como la ganancia de tensin, son fcilmente definidos en base a las resistencias Rs y Rf. Impedancia de Entrada Z(LC) = Rs

Ganancia de Tensin A(LC) = RsRf

EN UN AMPLIFICADOR INVERSOR SE TIENE:

LA SEAL INGRESA POR LA ENTRADA INVERSORA Vin -

LA ENTRADA NO INVERSORA Vin +, SE CONECTA A TIERRA

LA SEAL DE SALIDA ESTA EN CONTRAFASE CON LA SEAL DE

ENTRADA

EL SUMADOR El Sumador es un circuito que utiliza un amplificador operacional opamp, y cuya funcin es sumar las tensiones que se presentan en sus terminales de entrada, que pueden ser dos o ms, cada entrada tiene un valor de ponderacin o peso, que depende de la resistencia en serie con dicha entrada. El circuito Sumador esta configurado como amplificador inversor de ganancia unidad, tiene varias entradas constituidas por resistencias que aplican seales a la entrada inversora, una de las caractersticas del amplificador inversor es que toda la corriente de la entrada o de las entradas, circula por la resistencia de realimentacin; por lo que la corriente que pase por esta ser la suma de las corrientes parciales de la resistencia de entrada. En la salida, por tanto se obtendr la suma de todas las corrientes de entrada, pero con signo contrario por tratarse de un amplificador inversor, a este circuito se le puede aadir todas las entradas que sean necesarias, con solo aumentar el nmero de resistencias de entrada; si se desea obtener una salida amplificada, se debe aumentar el valor de la resistencia de realimentacin o reducir el valor de las resistencias de entrada.



AMPLIFICADOR SUMADOR DE DOS ENTRADAS El amplificador inversor de tensin tiene la capacidad de amplificador ms de una seal a la vez; por ser la entrada inversora una tierra virtual, ambas resistencias de la entrada tienen a tierra el terminal derecho. La corriente de entrada a travs de R1 y R2 es:

I1 = 1

1

Rv I 2 =

2

2

Rv

La corriente de entrada total es I = I1 + I2

V

V+-

R1

R2

1

2

RF

Vsal

Esta corriente I, es la que circula por la resistencia de realimentacin Rf, Por tanto la tensin de salida es:

Vsal = - ( I1 + I2 ) Rf Vsal = -

+ 2

21

1

vRR

vRR ff

Por lo tanto, podemos tener diferente ganancia de tensin para cada seal de entrada, la salida es la suma de las entradas amplificadas, para tener ms entradas, se aplica el mismo criterio, y debemos aadir una resistencia adicional para cada nueva seal de entrada. Si se desea que un circuito que sume dos o ms seales de entrada, se utilizar un amplificador inversor con dos o ms entradas, cada una de ellas con ganancia de tensin unidad, Si las resistencias son iguales, cada entrada tiene una ganancia de tensin unidad y la salida est dada por: salv = - ( )21 vv + AMPLIFICADOR SUMADOR DE TRES ENTRADAS Esta corriente I, es la que circula por la resistencia de realimentacin Rf, Por tanto la tensin de salida es:



Vsal = - ( I1 + I2 + I3 ) Rf Vsal = -

++ 3

3

32

21

1

vRRv

RR

vRR ff

V

V

V+-

R1

R3

R2

1

3

2

RF

Vsal

EN UN CIRCUITO SUMADOR SE TIENE:

LAS SEALES DE ENTRADA INGRESAN POR ENTRADA INVERSORA Vin

LA ENTRADA NO INVERSORA Vin +, SE CONECTA A TIERRA

LA SEAL DE SALIDA ESTA EN CONTRAFASE CON LAS SEALES DE ENTRADA

AMPLIFICADOR NO INVERSOR Un amplificador no inversor con realimentacin de tensin se comporta aproximadamente igual a un amplificador de tensin ideal, pues tiene impedancia de entrada grande, impedancia de salida pequea y ganancia de tensin estable. CIRCUITO BASICO

VV

V

+

+

--

R1R2

V2

Vencc

cc

sal

El circuito mostrado es un amplificador no inversor con realimentacin de tensin.



En el opamp, en su funcionamiento lineal, la tensin de error tiende a cero; o sea, si el amplificador operacional no esta saturado, la diferencia entre sus dos entradas tiende a cero; por ello la diferencia entre la tensin de la entrada inversora y la de la entrada No inversora es el orden de micro-voltios, y debemos recordar: Si el amplificador Operacional no esta Saturado, sus dos tensiones de entrada son iguales., por tanto:

Ven = V2 y V2 = VsalRR

R21

2+

Reemplazando:

Ven = VsalRR

R21

2+

Modificando:

2

21R

RRVenVsal +=

El Amplificador No Inversor tiene una ganancia de tensin en lazo cerrado:

LCA = 2

21

RRR +

EN UN AMPLIFICADOR NO INVERSOR SE TIENE:

LA SEAL INGRESA POR LA ENTRADA NO INVERSORA Vin +

LA SALIDA SE REALIMENTA POR LA ENTRADA INVERSORA Vin

LA SEAL DE SALIDA ESTA EN FASE CON LA SEAL DE ENTRADA

EL INTEGRADOR Un integrador es un circuito que ejecuta una operacin matemtica llamada integracin, la aplicacin ms difundida de un integrador es la destinada a producir una rampa en su tensin de salida, la cual supone un incremento o un decremento lineal de tensin. CIRCUITO BASICO

0T

V

V

V

V

+

+-

-

CC

CC

VR

C

ensal



En el integrador realizado con un amplificador operacional, el componente de realimentacin es un condensador en lugar de una resistencia, como en el amplificador inversor; la entrada, en general, es un pulso rectangular, cuando es pulso esta a nivel bajo, Ven = 0, y cuando esta a nivel alto, Ven = V.

T V-

0

El pulso aplicado en la entrada, produce una corriente de entrada:

R

VenIen = Y toda es corriente de entrada, circula por el condensador, as, el condensador se cargar y su tensin se incrementar con la polaridad negativa mostrada, por la tierra virtual, el extremo del condensador conectado a Vsal, tendr una tensin negativa, por tanto: con una tensin de entrada positiva, la tensin de salida ser negativa y creciente en valor negativo, y si la entrada es negativo, la salida ser positiva y creciente en valor positivo. Cuando la salida se encuentra en un valor negativo, y la entrada cambia de tal manera que la salida debiera ser positivo, primero el valor negativo de la salida debe disminuir hasta cero y luego iniciar a incrementarse positivamente; de forma similar es cuando debe cargarse negativamente, primero disminuye de positivo a cero y luego se incrementa hacia negativo. La frmula de probar que la tensin de salida es una rampa, es la siguiente, la ley bsica del condensador indica que

C = VQ tambin V =

CQ

Como la corriente que circula hacia el condensador es constante, la carga Q se incrementa linealmente con respecto al tiempo, lo cual quiere decir que la tensin del condensador V se incrementa linealmente, y as, equivale a una rampa negativa en la tensin de salida, y depende de la capacidad C del condensador. Al final del perodo del pulso la tensin de entrada vuelve a cero y la corriente de carga deja de existir. Debido a que el condensador retiene su carga, la tensin de salida permanece constante en una tensin negativa de V. Para obtener la tensin de salida, dividimos ambos miembros de la ecuacin entre T:



CTQ

TV /=

Puesto que la corriente por la carga es constante, podemos escribir

CI

TV = tambin

CITV =

Esta es la tensin en extremos del condensador al finalizar el pulso; y el voltaje Vsal, entre el inicio del pulso y el periodo T, ser:

CtIVsal =

EL DIFERENCIADOR Un diferenciador es un circuito que ejecuta una operacin matemtica de clculo diferencial, denominada derivacin, y produce una tensin de salida proporcional a la variacin instantnea de la tensin de entrada, respecto del tiempo. Aplicaciones comunes de un diferenciador, son la detencin de los flancos de subida y bajada de un pulso rectangular o para producir una salida rectangular a partir de una rampa de entrada. DIFERENCIADOR PASIVO RC Un circuito de acoplo se puede usar para derivar la seal de entrada, en lugar de una seal sinusoidal, la entrada tpica es un pulso rectangular, la salida del circuito constituye una serie de picos de tensin positivos y negativos.

V

V

V

+

+

+V

V

V

0

0

0

en

R

C

V VC

Ren sal

En un diferenciador RC, cuando la tensin de entrada cambia de 0 a V, el condensador empieza a cargarse exponencialmente, despus de 5 constantes de



tiempo, la tensin del condensador esta al 99.32% de la tensin final V, segn la ley de tensiones de Kirchoff, la tensin a travs de la resistencia ser: cenR VVV = Puesto que Vc es inicialmente cero, la tensin de salida vara bruscamente de 0 a V, y luego disminuye en forma exponencial; de manera similar, el flanco de bajada de un pulso rectangular produce un pico negativo de tensin. El pico de tensin positivo ocurre en el mismo instante que el flanco de subida de la entrada y el pico de tensin negativo ocurre en el mismo instante que el flanco de bajada; los picos de tensin como estos, son seales tiles, que pueden indicar a otros circuitos cuando una seal de entrada rectangular empieza y termina.

V V0,1 uF

1ken sal

V

V

V

Entrada

Salida+

-

0

0

T

Si un diferenciador pasivo RC tiene como finalidad producir picos de tensin estrechos, la constante de tiempo debe ser al menos 10 veces menor que el ancho del pulso T: RC < 10 T Si el ancho del pulso es 1 ms, la constante de tiempo RC debe ser menor de 0,1 ms. Si excitamos este circuito con un pulso rectangular cuyo periodo sea mayor de 1 ms, la salida es una serie de picos de tensin estrechos positivos y negativos. DIFERENCIADOR CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL En el circuito diferenciador mostrado, se nota la similitud con el integrador, la diferencia es que la resistencia y el condensador estn intercambiados; por la tierra virtual, la corriente por el condensador pasa a travs de la resistencia de realimentacin, producindose una tensin, la corriente por el condensador es:

dtdvCi =



La cantidad dv/dt tiene el mismo valor que la pendiente instantnea de la tensin de entrada, la ventaja de este circuito respecto al realizado con el circuito diferenciador pasivo RC, es que la seal de salida proviene de un circuito con un baja impedancia de salida, lo que facilita la transferencia de seal a la carga.

V

V

en

sal

V

V

V

+

+-

-

CC

CC

V

R

Cen

sal

Una modificacin al circuito, permite evitar la tendencia a oscilar que tiene el circuito diferenciador con opamp, se incluye una resistencia en serie con el condensador, un valor tpico de esta resistencia adicional esta entre 0,01 R y 0,1R, con esta resistencia, la ganancia de tensin en lazo cerrado est comprendida entra 10 y 100.

V

V

V

+

+-

-

CC

CC

V

R

C

0.01Ra 0,1Ren sal

Este circuito diferenciador es utilizado para los disparos de circuitos de potencia y para activar otros circuitos que deben ser comandados por los flancos de una seal rectangular.


ELECRICISTA INDUSTRIAL HIC-02 39

CALCULOS DE LA TENSION DE SALIDA

EL COMPARADOR DE TENSION En un circuito comparador de tensin, sin realimentacin, la tensin de salida es la tensin de saturacin positiva o negativa, segn sea el caso + Vsat = Vcc - 1.5 v. - Vsat = - (Vcc - 1.5 v.) Por tanto: PARA UN COMPARADOR DETECTOR CRUCE POR CERO: SI: Ven < 0 v. Vsal = - Vsat. Ven > 0 v. Vsal = + Vsat. PARA UN COMPARADOR CON TENSION DE REFERENCIA: SI: Ven < Vref. Vsal = - Vsat.

Ven > Vref. Vsal = + Vsat. PARA UN COMPARADOR CON UNA SOLA FUENTE: SI: Ven < Vref. Vsal = + 1.5 V.

Ven > Vref. Vsal = + Vsat. Si la alimentacin del amplificador operacional es de 15 V, la tensin de saturacin positiva ser + 13.5 voltios y tensin de saturacin negativa ser -13.5 voltios, esto es, la tensin de alimentacin menos 1.5 voltios. EL AMPLIFICADOR INVERSOR El amplificador inversor de tensin produce una tensin de salida que NO esta en fase con la tensin de entrada, y la tensin de salida se obtiene:

Vsal = - VenRR

S

F

Siempre, que no supere el voltaje de saturacin Vsat, tanto positivo como negativo.

EL SUMADOR La tensin de salida del sumador es la suma ponderada de las tensiones de entrada del circuito sumador., teniendo como factor de ponderacin o peso a la resistencia de realimentacin dividida entre la correspondiente resistencia serie de cada entrada.



La tensin de salida ser:

Vsal = -

+ 2

21

1

vRR

vRR ff

Si todas las resistencias son iguales, cada entrada tiene una ganancia de tensin unidad y la salida est dada por: salv = - ( )21 vv + Para mayor nmero de entradas se agrega una resistencia en paralelo con las dems, y en la formula se agrega un termino, por cada entrada. EL AMPLIFICADOR NO INVERSOR El amplificador no inversor de tensin produce una tensin de salida que esta en fase con la tensin de entrada, y la tensin de salida se obtiene:

Vsal = VenRRR

2

21 + Siempre, que no supere el voltaje de saturacin Vsat, tanto positivo como negativo. EL INTEGRADOR El integrador produce una tensin de salida, que depende de la carga del condensador del circuito, y esta dada por la formula:

CITV =

Esta es la tensin en extremos del condensador al finalizar el pulso, o sea transcurrido el periodo T, y la forma de onda es una rampa perfecta, para ello se debe cumplir que la constante de tiempo de lazo cerrado, del circuito integrador sea mucho mayor que el periodo del pulso. La constante de tiempo de lazo cerrado, del circuito integrador, teniendo en cuenta el efecto millar, del condensador de realimentacin, ser: RC = RC ( A + 1) Donde A es la ganancia del opamp, por lo tanto: RC > 10 T Teniendo en cuenta que la corriente es constante, por que la entrada, en general, es un pulso rectangular, cuando es pulso esta en nivel bajo, Ven = 0, y cuando esta en nivel alto, Ven = V; el pulso aplicado en la entrada, produce una corriente de entrada:



R

VenIen =

0

T

T

-V

0

V

Vsal

Ven

Y toda es corriente de entrada, circula por el condensador, as, el condensador se cargar y su tensin se incrementar, el voltaje Vsal, entre el inicio del pulso y el periodo T, ser:

CtIVsal =

Siempre, que no supere el voltaje de saturacin Vsat, tanto positivo como negativo.

EL DIFERENCIADOR El diferenciador produce una tensin de salida pulsante, que depende de la tensin de la seal de entrada y de la tensin de alimentacin del opamp, que nos da la tensin de saturacin Vsat, que es la tensin de alimentacin menos 1.5 voltios. La forma de onda, incrementa o decrementa la tensin de salida hasta la tensin de entrada y luego retorna a cero exponencialmente.

VV

V-

VV

en 0

0sal

EL AMPLIFICADOR DIFERENCIAL Los transistores, diodos y resistencias son los componentes electrnicos que se pueden integrar en un chip o circuito integrado, los condensadores que se pueden obtener en un chip tienen una capacidad menor de 50 pf, por ello, los diseadores de circuitos integrados o CIs no utilizan condensadores de acoplo y de desacoplo.



Las etapas de los integrados monolticos se acoplan directamente, o sea que la salida de una etapa se conecta directamente a la entrada de la siguiente sin utilizar un condensador, y se produce un acoplamiento para continua y seal entre las etapas del amplificador. Un amplificador Operacional tiene tres etapas, la primera de ellas es un amplificador diferencial, cuyo circuito tpico es el siguiente:

V V

V

V

V

R

R

1 2

SAL

CC

CC

E

C

+

- Lo que ocurre en el amplificador diferencial es lo siguiente: cuando V1 se incrementa, aumenta la corriente de emisor del transistor de la izquierda, esto eleva la tensin en el nudo superior de ER , y equivale a disminuir la tensin BEV en el transistor de la derecha; menor BEV en el transistor de la derecha implica menor corriente de colector en este transistor, lo que a su vez incrementa la tensin de salida. Un incremento en V1 produce un incremento en la tensin de salida, por ello, la tensin de entrada V1 se llama entrada no inversora y la tensin de salida esta en fase con V1.

EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL El amplificador operacional - opamp se diseo, para realizar operaciones matemticas, de donde procede su nombre, posteriormente, viendo la gran cantidad e posibilidades se aumento su campo de aplicaciones. Actualmente es uno de los circuito mas utilizados, su ganancia puede llegar a 100 000 en lazo abierto, utiliza alimentacin simtrica conectado a tierra el cero de la alimentacin, esto permite que la salida pueda tomar valor positivos o negativos. El smbolo del opamp tiene dos entradas, una entrada inversora o negativa y una entrada no inversora o positiva y posee una sola salida.



++V

V VV

IN

ENTSAL

IN --

Su presentacin comercial tiene formato DIL de 8 pines, aunque se puede encontrar en algunos otros encapsulados.

Los terminales o pines del opamp son: 1.- OFFSET NULL 5.- OFFSET NULL 2.- INVERT IN Vin - 6.- OUT PUT Vsal 3.- NON INVERT IN Vin + 7.- V + ( +Vcc ) 4.- V - ( - Vcc ) 8.- NC: NO SE CONECTA Un amplificador operacional tiene tres etapas: Etapa de entrada, compuesta por un amplificador diferencial Etapa intermedia, que es la etapa de amplificacin Etapa de salida, compuesta por un seguidor de emisor. En el grafico se muestra las tres etapas del opamp.

Amplificador diferencial

Mas etapas deganancias

Seguidorde emisor en contrafase clase B

VsalVen



CARACTERSTICAS El amplificador operacional posee las siguientes caractersticas:

GRAN GANANCIA DE TENSIN.- es la medida de la amplificacin de tensin que tiene lugar entre los terminales de entrada y salida, idealmente la ganancia debe ser infinita, y en la realidad esta en 100,000.

ALTA IMPEDANCIA DE ENTRADA.- es la mediad de la impedancia considerada

solamente sobre los terminales de entrada; normalmente se expresa sola la parte resistiva, la impedancia idealmente debe ser infinita, en la prctica es de 1 mega ohmios.

BAJA IMPEDANCIA DE SALIDA.- indica que la impedancia a la salida del opamp

es baja, idealmente cero, y en la prctica es 100 ohmios El amplificador operacional tiene caractersticas reales muy cercanas a las caractersticas de un opamp ideal. USO DEL OFFSET NULL ANULACION DE LA TENSION DE OFFSET DE SALIDA. Se puede anular o eliminar la tensin de offset de salida aplicando una pequea tensin continua dada por

A

VVen sal= En esta ecuacin salV es la tensin de OFFSET de salida total producida por cualquiera de las diferentes causas posibles. Si se divide entre la ganancia diferencial de tensin del amplificador, se obtiene la tensin de entrada necesaria para eliminar la tensin de OFFSET de salida. La mayora de los amplificadores operacionales estn diseados con entradas llamadas OFFSET NULL, o entradas de anulacin de Tensin OFFSET, o desbalance, en la cual se coloca un potencimetro, cuya terminal de salida variable se conecta al terminal OFFSET NULL del Amplificador Operacional y los extremos del potencimetro a la fuente, se debe tener en cuenta que en ambos extremos se debe poner una resistencia para limitar la corriente en caso se llegue al lmite de potencimetro. El potencimetro que permite ajustar la tensin de entrada que elimina la tensin de OFFSET de salida. Las causas de la tensin de OFFSET de salida son dos: En primer lugar esta la diferencia en los valores de BEV , esto ocurre independientemente de que las bases estn conectadas a tierra o no.



En segundo lugar, esta la diferencia en las tensiones de base producidas por las corrientes de base que circulan a travs de las resistencias de base. Estas diferencias se suman para obtener una tensin de entrada total no deseada de 2211 BBBBBE RIRIVVen += Para obtener la tensin de OFFSET de salida total se multiplica A por Ven.

APLICACIONES EN INSTRUMENTACION Un Circuito Amplificador para instrumentacin es un circuito tpico de aplicaciones de los amplificadores operacionales en instrumentacin industrial. El circuito Amplificador para instrumentacin debe tener una alta impedancia de entrada, para no cargar o modificar las condiciones de las variables y la medicin sea la correcta. Otra caracterstica que debe tener el amplificador para instrumentacin es un factor de de rechazo al modo comn CMRR alto, de manera que tenga una buena ganancia en modo diferencial y una ganancia en modo comn cercano a cero. En las mediciones que realizan los instrumentos, generalmente tiene una pequea tensin diferencial y una tensin en modo comn elevada, por ello se re quiere un factor CMRR muy alto. El circuito que se muestra cumple con dos caractersticas indicadas.

++

+

+

+

Vsal

R2V1

V2

R2

Ven

R1

R1

-

-

--

-

AJUSTE DE CMRR



El circuito utiliza seguidores de tensin en cada entrada para lograr una muy alta impedancia de entrada y un potencimetro para ajustar o equilibrar las seales en modo comn CMRR y con ello obtener el CMRR alto. Los fabricantes producen circuitos integrados que ya incluyen estas caractersticas, necesarias para los amplificadores utilizados en instrumentacin, cuyos integrados mas conocidos son: LH0036, LF352, AD521, etc.

PRECAUCIONES EN POLARIZACION Y OPERACIN DE OPAMP

Los amplificadores operacionales, como todos los componentes electrnicos, tienen sus caractersticas de voltaje de alimentacin y los terminales a los que se debe conectar. Para obtener la distribucin de los terminales y los valores caractersticos de las OPAMP se utiliza el manual de componentes electrnicos, como el Manual ECG, que en la seccin LINEAR IC SELECTOR GUIDE, incluye a los componentes analgicos lineales como el OPAMP. En la operacin de los amplificadores operacionales debemos tener el cuidado con el nivel de la seal de entrada, si es muy alta, el circuito con Opamp se satura y presentando una seal distorsionada.

PRECAUCIONES CON LA TEMPERATURA

Todo componente electrnico, disipa calor y si el calor no es adecuadamente transferido al medio ambiente, el componente se deteriora; cuanto ms tiempo esta sometido a una temperatura alta, mayor es el grado de deterioro, y en algunos casos, la temperatura es tan alta, que el componente se puede quemar casi de inmediato. Para transferencia del calor al medio ambiente se utiliza disipadores de calor de aluminio, que facilitan la transferencia de calor al medio ambiente; y para lograr un buen contacto entre el componente y el disipador, se usa silicona disipadora, que es un pasta de color blanco. La silicona disipadora no debe ser tocada con los dedos, debe untarse con una esptula plstica, tiene propiedades no aptas para el contacto con la piel Humana. Si el disipador no se mantiene a una temperatura adecuada y se siente que esta muy caliente, se debe colocar un ventilador que ayude a la transferencia del calor al medio ambiente y enfriar el disipador, y con ello al componente.

47

CIRCUITO COMBINACIONAL DE FUNCION MINIMIZADA

A A.CC

BX=AC+B

CIRCUITO DE PRUEBA COMPUERTA AND

N

ORDEN DE EJECUCIN

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS/MATERIALES 1 2 3 4 5 6

IDENTIFIQUE TERMINALES Y PRUEBE LAS COMPUERTAS LOGICAS. ARME CIRCUITO AND. ARME CIRCUITO DE OR. ARME CIRCUITO DE NOT. ARME CIRCUITO COMBINACIONAL MINIMIZADO. VERIFIQUE EL CUMPLIMIENTO DE LA TABLA DE VERDAD DE LOS CIRCUITOS.

FUENTE DE ALIMENTACIN DC. COMPONENTES INTEGRADOS IC 74LS08, 74LS32 Y 74LS04. MULTIMETRO DIGITAL, PROTOBOARD CONDUCTORES VARIOS CALIBRE 22 AWG. PINZAS, ALICATE DE CORTE. RESISTENCIAS Y LED.

PZA

CANT


MATERIAL

OBSERVACIONES MONTAJE DE CIRCUITOS COMBINACIONALES

CON COMPUERTAS LOGICAS

HT REF: HT-03

Tiempo:4 Horas HOJA: 1 / 1



ELECTRICISTA INDUSTRIAL HO-10 1/1 48

OPERACIN

HACER ESQUEMA DE CIRCUITO COMBINACIONAL. DESCRIPCIN

Una determinada necesidad o problema de circuitos digitales, se puede especificar en una tabla de verdad y a partir de ella, se obtiene la funcin y el circuito que da solucin a la necesidad o al problema. Para realizar el montaje de un circuito digital se debe contar con el esquema del circuito y las caractersticas de los componentes a usar.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Grafique el esquema que cumpla con la tabla de verdad del problema usando compuertas lgicas.

2 PASO: Defina los elementos a usar y sus caractersticas. 3 PASO: Dibuje el esquema del circuito combinacional minimizado mostrado

A A.CC

BX=AC+B

4 PASO: Verifique que el circuito del esquema cumpla con la tabla de verdad

del problema, y que se muestra a continuacin.

A B C X VERIFICACION 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 1 1 0 1 1 1



OPERACIN PROBAR DIODO LED DESCRIPCIN

El diodo LED, es un diodo que emite luz, y como todo diodo debe ser polarizado directamente para conducir y emitir luz, y cuando es polarizado inversamente no conduce y por lo tanto no emite luz. Como, todo componente electrnica, debe ser probado antes de ser utilizado.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Identifique terminales del DIODO LED considerando el tamao del terminal. El mas largo corresponde al terminal positivo o nodo

2 PASO: Tome el multmetro digital y seleccione el uso como Ohmimetro en

la escala del smbolo del DIODO ..

+-

3 PASO: Halle entre los dos terminales una resistencia baja; el terminal conectado a la punta de prueba positiva es el nodo y el negativo corresponde al ctodo.



4 PASO: Arme el circuito mostrado y verificar que el LED se encienda.

Si prende el Led: El Led se encuentra en buen estado y correctamente conectado. Si el Led no prende: Verificar conexiones, probable terminales invertidos. Si esta correctamente conectado el Led esta en mal estado.



OPERACIN PROBAR COMPUERTA AND DESCRIPCIN La compuerta AND cumple con la operacin lgica de interseccin y solo es verdad o nivel lgico 1, cuando todas sus entradas son verdad o nivel lgico 1.

Armar circuito para verificar el cumplimiento de la tabla de verdad de la compuerta lgica AND por el C I 74LS08.

PROCESO DE EJECUCIN: 1 PASO: Ubique en el componente CI el cdigo que lo identifica en la

parte superior del Chip o cpsula de CI, verifique si es 74LS08. 2 PASO: Ubique en el manual de componentes electrnicos ECG, el

diagrama de distribucin del C.I 74LS08, para ello busque en el manual ECG, la seccin DIGITAL ICs.

3 PASO: Busque dentro de la seccin DIGITAL ICs, las hojas

correspondientes a TTL LOGIC DIAGRAMS, y en ellas, el diagrama del integrado 74LS08, y verifique si es el mostrado

14

11 1 1

22 2 2

3

3 3 3

4

4 4 4

5 6 7

13 12 11 10 9 8

A AB

B B

BY

Y Y

Y GND

Vcc AA

Diag. 10 14-Pin DIP See Fig. D6 ECG7408, ECG74C08, ECG74H08, ECG74HC08, ECG74HCT08, ECG74LSO8, ECG74S08

Quad 2-Input AND Gate



4 PASO: Identifique en el Chip o Cpsula del circuito integrado los terminales, para realizar las conexiones al armar el circuito.

14

11 1 1

22 2 2

3

3 3 3

4

4 4 4

5 6 7

13 12 11 10 9 8

A AB

B B

BY

Y Y

Y GND

Vcc AA

NOTA: El pin debajo de la Muesca o Hendidura del Chip o cpsula del CI es el Pin o Terminal 1, y se enumera en sentido contrario a las agujas del reloj.

5 PASO: Arme el circuito mostrado, en el PROTOBOARD.

6 PASO: Verifique el cumplimiento de la tabla de verdad de la compuerta AND, variando los niveles de las entradas A y B, verificando si el led X esta prendido o apagado.

ENTRADA ENTRADA SALIDA

A LED A B LED B X LED X VERIFICACION

0 0 1 1

APAGADO APAGADO PRENDIDO PRENDIDO

0 1 0 1

APAGADOPRENDIDOAPAGADOPRENDIDO

0 0 0 1

APAGADO APAGADO APAGADO PRENDIDO

Muesca o Hendidura

Terminal 1



OPERACIN PROBAR COMPUERTA OR DESCRIPCIN La compuerta OR cumple con la operacin lgica de unin y es verdad o nivel lgico 1, cuando por lo menos una de sus entradas es verdad o nivel lgico 1.

Armar circuito para verificar el cumplimiento de la tabla de verdad de la compuerta lgica OR por el C I 74LS32.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Identifique los terminales del CI 74LS32 en el manual ECG.

2 PASO: Arme el circuito mostrado, en el PROTOBOARD.

3 PASO: Verifique el cumplimiento de la tabla de verdad de la compuerta OR.

ENTRADA ENTRADA SALIDA

A LED A B LED B X LED X VERIFICA

CION 0 0 1 1

APAGADO APAGADO PRENDIDO PRENDIDO

0 1 0 1

APAGADOPRENDIDOAPAGADOPRENDIDO

0 1 1 1

APAGADO PRENDIDO PRENDIDO PRENDIDO



OPERACIN PROBAR COMPUERTA NOT DESCRIPCIN La compuerta NOT cumple con la operacin lgica de negacin o complementacin y es verdad o nivel lgico 1, cuando su entrada es falso o nivel lgico 0 y si la entrada es verdad o nivel lgico 1, la salida ser falso o nivel lgico 0.

Armar un circuito para verificar el cumplimiento de la tabla de verdad de la compuerta NOT, utilizando el circuito integrado 74LS04.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Identifique los terminales del CI 74LS04 en el manual ECG. 2 PASO: Arme en el Protoboard, el circuito mostrado.

CIRCUITO DE PRUEBA NOT

1 2

3 PASO: Verifique el cumplimiento de la tabla de verdad de la compuerta NOT.

ENTRADA SALIDA A LED A X LED X

VERIFICACION

0 1

APAGADO PRENDIDO

1 0

PRENDIDOAPAGADO



OPERACIN

PROBAR CIRCUITOS COMBINACIONALES. DESCRIPCIN

La expresin algebraica de una funcin se puede obtener de la tabla de verdad y con esta expresin algebraica se puede implementar el circuito digital que cumpla con dicha la tabla de verdad. Una determinada necesidad o problema, se puede especificar en una tabla de verdad y a partir de ella, como indicamos, se obtiene la funcin y el circuito que da solucin a la necesidad o al problema.

Las expresiones algebraicas se pueden simplificar o Minimizar, mediante simplificacin por el lgebra de Boole o el mtodo grafico del mapa de Karnaugh. El circuito de la funcin minimizada, tiene menos compuertas y es ms sencillo, y debe cumplir con la tabla de verdad de la funcin original.

PROCESO DE EJECUCIN

1 PASO: Analice la tabla de verdad mostrada y halle los trminos cannicos o minterminos.

A B C X MIN TERMINOS 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 1 1 0 1 1 1

A B CA B C

A B CA B CA B C

2 PASO: Forme la funcin Algebraica Booleana en la forma de suma de

productos.

X = A B C + A B C + A B C + A B C + A B C

3 PASO: Minimice la funcin mediante el lgebra de Boole o el mapa de karnaugh.



4 PASO: Disee el circuito que cumpla con la funcin minimizada y compruebe si concuerda con el circuito mostrado, a continuacin:

5 PASO: Verifique si la funcin minimizada concuerda con la que se

presenta

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