Práctica 4 Detector de ventana

Transcripción

1 Práctica 4 Detector de ventana Objetivo de la práctica Analizar el comportamiento de un detector de ventana Al terminar esta práctica, el discente será capaz de: Comprender el funcionamiento de un circuito detector de ventana. Graficar la función de transferencia de un detector de ventana. Material: Resistencia de 10k Fuente de voltaje variable (2) Generador de funciones Osciloscopio Introducción El circuito detector de ventana es una aplicación de los comparadores. Se propone un nivel alto y un nivel bajo. El circuito proporcionará salida siempre que se encuentre entre los niveles establecidos. Debido a que las variables físicas (fuerza, temperatura, etc.) son convertidas a otras en magnitud (eléctricas), es posible determinar en voltaje o corriente el equivalente a una medición. Es por esta razón que el detector de ventana es una solución rápida y efectiva para implementar un control ON-OFF sin la necesidad de elementos complejos (microprocesadores, microcontroladores, PLC, computadora, etcétera), ya que la variable a medir es proporcional a un voltaje o corriente (o resistencia) 1

2 Desarrollo P1.- Utilizando amplificadores operacionales (324 ó 741) realice el circuito de la figura 1. Recuerde lo realizado en la parte 2 de la práctica #1, en la figura 4 para polarizar los amplificadores con dos fuentes de voltaje o con una dual. Figura 1.- Detector de Ventana Para generar los voltajes V1 y V2 no necesita fuentes adicionales, puede utilizar potenciómetros y conectarlos a la misma polarización positiva de los amplificadores ó diseñar divisores de voltaje resistivos. P2.- Conecte un generador de funciones y un osciloscopio como se muestra en la figura 2. No es necesario utilizar el equipo (modelo) sugerido en la figura, puede ser el generador y osciloscopio que se encuentre disponible. 2

3 Figura 2.- Conexión de generador y osciloscopio en Detector de Ventana Es de suma importancia que procure las conexiones del osciloscopio; el canal 1 debe estar conectado al mismo punto que el generador de funciones y el canal 2 debe estar conectado a la resistencia R1. P3.- Ahora se deberán configurar los instrumentos de medición. El osciloscopio deberá configurarse para el canal 1 en 1 volt por división; el canal 2 en 5 volts por división, y para el tiempo en 500 µsegundos (observe la parte inferior de la pantalla del osciloscopio). Ambos canales deberán estar en nivel cero, es decir, en la línea horizontal principal (como se muestra en la figura 3), utilice las perillas de posicionamiento vertical para tal efecto. Posiblemente deba configurar el osciloscopio para mostrar ambos canales; si no muestra ambos canales, busque algún indicador que muestre la palabra dual. 3

4 Figura 3.- Configuración de Osciloscopio Si el osciloscopio a utilizar no es el mismo presentado no se preocupe, simplemente configure el que esté disponible con los parámetros señalados. El generador de funciones deberá ser configurado en señal senoidal, a una frecuencia de 1 KHz con una amplitud de 1 Volt pico. La figura 4 muestra la señal, observe que el periodo para una señal de 1 KHz es de 1 ms, por lo que observará una señal parecida (cada dos recuadros se repite la señal). Figura 4.- Configuración del generador de funciones P4.- Incremente la amplitud de la señal de entrada (generador) hasta 2 volts pico y tome nota de la gráfica mostrada en el osciloscopio. Repita para 3 y 4 volts pico. Cuando termine, regrese a 1 volt pico el generador. 4

5 P5.- Configure el osciloscopio en modo X/Y (normalmente cuentan con un indicador para esta función) y 2 volts por división para el canal 1. Incremente gradualmente la amplitud del generador de funciones y observe la gráfica. Figura 5.- Osciloscopio en modo X/Y P6.- Realice lo siguiente: Describa el comportamiento de las gráficas adquiridas en la parte P4. Repita la parte P4 pero ahora incremente hasta 5 volts pico, qué sucede? Explique. La parte P5 es la función de transferencia del circuito detector de ventana, explique dicha función de transferencia. Realice la parte P5 pero ahora utilice una señal cuadrada. Compare la función de transferencia obtenida con respecto a la señal senoidal y concluya. De acuerdo con la información recabada durante la práctica, redacte una conclusión de lo que obtuvo de la misma, para qué puede servir un detector de ventana? 5