Tema: Circuitos no lineales DCSE

Transcripción

1 Tema: DCSE

2 Índice Comparadores Schmitt triggers Rectificadores Interruptores analógicos Detectores de picos Circuitos de muestreo y retención

3 Introducción Cómo conseguir circuitos no lineales Ausencia de realimentación positiva o negativa No hay igualdad virtual de tensiones... Comparadores analógicos Realimentación positiva No hay igualdad virtual de tensiones... Schmitt trigger Inclusión de elementos circuitales no lineales Puede haber igualdad virtual de tensiones... o no Puede haberla a veces... Diodos Interruptores analógicos

4 Comparadores basados en el A.O. Se basan en no realimentar el A.O. Lo llevamos a saturación Detector de umbral V OH, V OL Valores no típicos de electrónica digital La compensación limita el tiempo de respuesta o propagación (t PD ) Retardo hasta que se alcanza la mitad de la tensión Depende del Slew Rate t PD Tomados de S. Franco V V 2 SR OH OL

5 Comparadores de propósito general: LM311 Típicamente Mayor rapidez (t PD <1µS) Tensiones de salida seleccionables Salida en colector/emisor abierto Resistencia de pull-up o pull-down Funcionamiento Tomados de S. Franco V P >V N ->Q cortado -> V O =V CC V P <V N -> Q saturado -> V O =V EE +V CE(Sat) No idealidades Tensión de offset (<5mV) Corriente de bias y de offset (<1µA) Potencia máxima disipable (>100mW) Corriente de pérdidas (I SINK <100nA) V SAT (V CE <0,5V)

6 Comparadores: aplicaciones (I) Detector de nivel R3 polariza el zener (o similar) R4 polariza el LED R 1 y R 2 : adaptan niveles V i R 1 /(R 1 +R 2 )>V REF ->LED iluminado Tomados de S. Franco Control de temperatura R 4 polariza el LM329 R 4 y R 5 polarizan el sensor R 2 regula el termostato

7 Comparadores: aplicaciones (II) Detector de ventana V i >V TH Q 01 saturado -> V 0 =0 Q 02 cortado V TH >V i >V TL Q 01 y Q 02 cortados -> V 0 =V CC V i <V TL Q 01 cortado Q 02 saturado -> V 0 =0 Tomados de S. Franco

8 Comparadores: aplicaciones (III) Medidor de barra (LM3914) Divisor de tensión Conjunto de comparadores V IN >=n V REF /10 n LEDs iluminados Supervisor de Vcc y National Semiconductor

9 Comparadores: aplicaciones Modulación de anchura de pulso (PWM) Señal rectangular proporcional a V I Aplicaciones de potencia V TR : señal portadora V I : señal moduladora F VTR >>F VI

10 Schmitt trigger Se basan en realimentación positiva Configuración inversora o no Comparador con histéresis La salida no depende sólo de la entrada También de la salida anterior V TH =V OH R 1 /(R1+R 2 ) V TL =V OL R 1 /(R1+R 2 ) V I <V TL -> V O =V OH V I >V TH - >V O =V OL V TL <V I <V TH -> depende

11 Schmitt trigger: aplicaciones Protección contra ruido en comparadores Termostatos

12 Schmitt trigger: ejercicio V OH =V CC, V OL =0 V O =función de V I? V TH? V TL? R1 ( R2 + R3 ) V = TH V cc RR R2R3 + RR V = R ( R + R ) TH V cc RR R2R3 + RR 1 3 V = RR 1 3 TL V cc RR R2R3 + RR 1 3

13 Schmitt trigger: ejercicio V OH =V CC, V OL =0 V O =función de V I? V TH? V TL? V = RR R R TL R ( R + R ) V cc V TH = R1 ( R4 + R3) R 4 V cc ( R + R ) 2 1

14 Rectificador: diodos y realimentación Rectificador de media onda diodo D conduce V O >0 R polariza el diodo realimentación negativa igualdad virtual de tensiones V O =V I V I >0 diodo D no conduce V I <0 V O =0 Aunque V D(on) >0, no distorsiona Distorsión debida a Slew Rate

15 Rectificador de media onda mejorado Ambos diodos no pueden conducir a la vez D 1 conduce, D 2 cortado I R2 =0, I D1 >0 V I >0 V O =0 D 1 cortado, D 2 conduce configuración inversora (R 1, R 2, D 2 ) V I <0 V O =-V I (R 2 /R 1 ) Aunque V D(on) >0, no distorsionan La lentitud del A.O. tampoco distorsiona Siempre hay realimentación negativa Nunca satura si la entrada es adecuada

16 Rectificador de onda completa Ambos diodos no pueden conducir a la vez D 1 conduce, D 2 cortado I R2 =0 V HW =0 Inversor AO 2 (-A R/R) V I <0 V O =-A V i D 1 cortado, D 2 conduce AO 1 configuración inversora Ganancia= -R/R = -1 V I <0 V O =A V I AO 2 sumador con ganancias diferentes V O = (-A R/R) ((-R/R V I ) 2+ V I )=A V I

17 Rectificador: ejercicio V O =función de V i? Ambos diodos no pueden conducir a la vez V I >0 -> V O =A V i D 1 conduce D 2 cortado V 1- =0, I R4 =0 No inversor AO 2 V O =AV i V I <0 -> V O =A V I D 1 cortado D 2 conduce (R4 polariza, V 1- =0) AO 1 inversor V O =-A V I Rectificador de onda completa: sólo exige R 1 =R 2

18 Interruptores analógicos

19 Detectores de pico

20 Muestreo