Ampliación de Electrónica 4 o IIND B Febrero Apellidos:... Nombre... Grupo:

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1 Ampliación de Electrónica 4 o IIND B Febrero 2012 Apellidos: Nombre Grupo: Los apartados están clasificados como básicos (símbolo ), normales (símbolo ), y avanzados (símbolo ). Es necesario resolver al menos un apartado de la categoría normales para obtener una nota mejor que aprobado, y avanzado para el sobresaliente. Errores en los apartados básicos se consideran graves y pueden puntuar negativamente. Problema 1 Test de teoría, 3 puntos Las respuestas correctas suman 1/2 punto. Apartados básicos: las respuestas incorrectas o blancas suman -1/2 punto. Apartados no básicos: las respuestas incorrectas suman -1/4 de punto, las blancas no suman. P-1. Tenemos una cadena de filtros que implementan un paso banda. uales de estos filtros, globalmente, tendrán la respuesta más plana en banda de paso? a HP Bessel LP Butterworth b c HP Butterworth LP hebychev 2dB HP Butterworth LP Butterworth P-2. Marcar cual de estos circuitos podría oscilar (loas amplificadores sencillos son ideales de tensión). ua ua741 1 ua Si No Si No Si No 1

2 Ampliación de Electrónica 4 o IIND B Febrero 2012 P-3. Marcar las formas de ondas correctas en los puntos indicados (4 respuestas) V

3 Febrero 2012 Ampliación de Electrónica 4 o IIND B Problema 2 Multivibrador, 3 puntos 1 E=3 V En el oscilador de la figura de arriba, el amplificador operacional es ideal y satura a ±12 V. Las resistencias son de 10 kω. a) Dibujar de forma cualitativa la forma de onda a la salida. b) alcular 1 y para que la frecuencia de oscilación sea 1 KHz y la amplitud de la señal de salida, pico-pico, sea de 10 V. c) Si pudiéramos variar E, entre cuales valores podemos cambiarlo sin que el circuito deje de oscilar? Problema 3 Diseño de filtros, 3 puntos Tenemos una señal de voz que queremos transmitir por una línea telefónica VOIP; dicha señal tiene banda entre 300 y 7000 Hz 1. A la salida de mi sistema, descubro que se ha acoplado señal a 50 Hz; mido y hallo que la señal útil tiene una amplitud media del orden de 1 V, y que la interferencia más o menos lo mismo, 1 V. Diseñar un filtro que no modifique la señal útil (±3 db), y que reduzca la interferencia a, como mucho, 1 mv. a) ( 2) Elegir el tipo de filtro estándar a usar, frecuencia de corte, orden. b) diseñar dicho filtro usando amplificadores operacionales 1 aunque haya bastante disconformidad y comentarios sobre el hecho que cortar paso-alto la voz humana a 300 Hz sea una cosa buena, este es el estándar más usado. Bueno, estoy divagando... 3

4 Ampliación de Electrónica 4 o IIND B Febrero 2012 Problema 4 Oscilador lineal, 3 puntos 1kHz BUTT ord 3 A El oscilador de al lado está compuesto por un filtro paso bajo, de Butterworth, de orden 3, con frecuencia de corte 1 KHz, un amplificador de tensión ideal A y un filtro paso bajo de frecuencia de corte 500 Hz. Sabemos que la función de transferencia del Butterworth es la siguiente: H(w) = 1 1 2p 2p 2 p, con p = j ω, 3 ω 3dB (p es la s normalizada) a) ( 2) alcular la frecuencia de oscilación y el valor crítico de A, módulo y signo, para que el circuito oscile 2. b) Si se elige A = 2A crit, el amplificador saturará. alcular la amplitud de la señal de salida y una estimación de la distorsión total presente. 2 se aconseja hacer la mayoría de los cálculo en función de p 4

5 Febrero 2012 ircuitos y fórmulas útiles Ampliación de Electrónica 4 o IIND B La descomposición de Fourier de una onda cuadrada de frecuencia f 0 y amplitud A es: v q (t) = 4A π k impares 1 k sin(2πf 0kt) A v(t) T τ d = τ T t Para una onda rectangular, de amplitud A y duty-cycle d (ver dibujo), es: -A v q (t) = 4A π k sin(kπd) k sin(2πf 0 kt) Un exponencial de constante de tiempo τ, que empiece a un valor x i y tiende a x f, se puede escribir como: Sallen-Key: x(t) = x i (x f x i )(1 e t/τ ) = x f (x i x f )e t/τ p. bajo: H(s) = p. alto: H(s) = Kω 2 0 s 2 (3 K)ω 0 s ω0 2 Ks 2 s 2 (3 K)ω 0 s ω0 2 = = K 1 (3 K)s s Ks (3 K)s s K = 1 2 1, ω 0 = 1 v i v i Sallen-Key Paso-Bajo Sallen-Key paso-alto 5

6 Standar filters basic characteristics Step rise time Settling time Stopband attenuation f3db 0 to 90% Overshoot To 1% To 0.1% f=2fc f=10fc Type (Hz) Poles (s) (%) (s) (s) (db) (db) Bessel db at fc Butterworth dB at fc hebyshev 0.5dB ripple -0.5dB at fc hebyshev 2.0dB ripple -2.0dB at fc Sallen-Key Low Pass Filters Poles Butterworth Bessel hebyshev 0.5dB hebyshev 2.0dB K fn K fn K fn K