Circuitos Integradores

Transcripción

1 CICUITOS INTEGADOES PASIVOS Y ACTIVOS, LINEALES Y NO LINEALES. DIFEENCIADOES PASIVOS Y ACTIVOS, LINEALES Y NO LINEALES. DISPOSITIVOS ACTIVOS COMO INTEUPTOES.(SWITCH) 1 Circuitos Integradores a) Integrador Pasivo Vi (t) i (t) C (t) Condición: = C >> T / 2 Ecuación de diseño. Constante lenta 2 1

2 Vi (t) i (t) C (t) 1 C Vi( t) i( t) dt i( t) 1 Vi( t) dt C ( t) Sea Vi(t) un escalón con magnitud E: 1 E ( t) Edt ( t) t C C epresenta la ecuación de la recta 3 Ejercicio Analizar el siguiente circuito Vi (t) L ( t ) Circuito L 4 2

3 Plantear ecuaciones que determina los puntos A y B en función de E E Vi t E A B t Para que efectivamente la carga del condensador sea lineal, la corriente de carga debe ser constante. 5 Fuente de corriente constante V d dt Velocidad de barrido V Seg Slew ate VZ S dz V BE C I = cte V 0 I C V I t V Z be Velocidad de barrido [V/seg] I = Corriente Constante C = Condensador Investigar otras fuentes de corriente constante 6 3

4 b) Integrador Activo C A V V B Salida Investigar forma de onda de salida Investigar otro circuito integrador, cuya ganancia no dependa de la frecuencia Integrador Activo 7 b) Integrador Activo Investigar para el circuito integrador activo con Amp. Op. de la lámina anterior, cómo se genera una corriente de carga constante en el condensador que hace que la señal de salida sea lineal. Investigar un circuito integrador activo con Amp. Op., diferente al de la lámina anterior e indicar las condiciones para que funcione como integrador 8 4

5 Circuito Diferenciador a) Diferenciador Pasivo ( Pasa Alto ) Vi (t ) C (t) Condición: << T / 2 Ecuación de diseño Diferenciador Pasivo 9 a) Diferenciador Pasivo ( Pasa Alto) V = V En el canto de bajada la tensión de entrada se va a tierra y el condensador deja una polaridad negativa en la salida V O 10 5

6 C Vi E Vi (t ) (t) i( t) dvi C dt ( t) i( t) * E E Vc ( t) C dvi( t) dt E 5 aprox. 11 b) Diferenciador Activo C Vi (t) V V (t) 1 Diferenciador Activo 12 6

7 b) Diferenciador Activo Investigar un circuito diferenciador activo con Amp. Op., diferente al de la lámina anterior e indicar las condiciones para que funcione como diferenciador 13 Elementos Activos como Interruptores Diodo Transistor FET Amplificador Operacional 14 7

8 Diodo Polarización directa = COCI Polarización inversa = CIAB eal Ideal Vj Vj 15 Aplicación V1 V2 (v) Estado de los diodos Vj Conduce y V2 Vj en corte, en conducción V1 Vj Vi Vj en conducción, en corte Conduce y O V1 Vj V2 Vj Circuito AND O E 16 8

9 Ejercicio Construir tabla de verdad, y Ver cómo funcionan éstas compuertas con Vi definido ( entre 0 y V ) V AND Circuito AND O V1 Vj esolución AND V2 Vj 17 El Diodo como ecortador Vi D V t D cortado D conduciendo Diodo ecortador Tarea Diodo ecortador 18 9

10 El Diodo como estaurador de Nivel Continuo y como Multiplicador de Tensión. Vm Vm Sen Wt D 90 t Vm El diodo conduce máximo 90, conduce solo para inyectarle tensión al condensador. En el semiciclo ( ) = Vi Vm. Diodo estaurador 19 Vm 2Vm Vm t Cuando el Condensador se carga a través de, el diodo conduce solo para inyectarle corriente al C, para que este quede cargado con Vm. Vm 2Vm t Cuando el Diodo está al revés la señal se desplaza hacia abajo

11 Doblador de Tensión Simétrico Media Onda C1 C2 L 2Vm Vm t El D 2 evita que se descargue C 2 hacia el circuito de entrada y solo se descargue hacia la carga si existe. Si C 2 necesita corriente para cargarse, D 2 conduce. Cuando C 1 se descarga, D 1 lo carga. Doblador Media Onda 21 Duplicador de Media Onda Sin Carga Con Carga 2Vm 2Vm Vm Vm t Se carga C1 Conduce ( recarga de C2 ) t Estos dobladores de tensión son de baja corriente ( A ) 22 11

12 Doblador de Tensión Asimétrico Onda Completa Vm Sen Wt C1 C2 Vm Vm L 2Vm Doblador Onda Completa 23 Doblador de Tensión Asimétrico Onda Completa Vm Sen Wt C1 C2 Vm Vm L 2Vm con L infinito ( s/carga ) 2Vm con L Estos circuito multiplican tensiones y generan poca corriente ( A ) 24 12

13 C1 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA C3 C5 Vm sen wt D3 D4 C2 C4 SALIDA PA No pueden existir los dos multiplicadores simultáneamente, por lo tanto la salida se toma desde la Out Par ó Out Impar. Multiplicador de Tensión 25 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA V m C1 C3 C5 V m sen wt D3 D4 C2 C4 SALIDA PA 26 13

14 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA V m C1 C3 C5 V m sen wt D3 D4 C2 2V m C4 SALIDA PA 27 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA V m C1 2V m C3 C5 V m sen wt D3 D4 D 1 sólo conduce para "recargar" a C 1 C2 2V m C4 SALIDA PA 28 14

15 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA V m C1 2V m C3 D 2 sólo conduce para "recargar " a C 2 C5 V m sen wt D3 D4 C2 2V m C4 2V m SALIDA PA 29 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA V m C1 2V m C3 2V m C5 V m sen wt D3 D4 C2 2V m Los diodos D 1 y D 3 sólo conduce para "recargar" a C 1 y C 3 C4 2V m SALIDA PA 30 15

16 Multiplicador de Tensión SALIDA IMPA V m C1 2V m C3 2V m C5 V m sen wt D3 D4 C2 2V m C4 2V m SALIDA PA No pueden existir los dos multiplicadores simultáneamente, por lo tanto la salida se toma desde la Out Par ó Out Impar. Multiplicador de Tensión 31 Configuración El Transistor y el FET como Dispositivos de Conmutación Vi(1) Vcc c Vi(0) V 1 Simbología Saturación Corte ó ó = 32 16

17 Existe un tiempo repetitivo que puede entregar más corriente, lo da el fabricante y es distinto de la corriente nominal. Lo mismo vemos para el voltaje inverso, se pueden sacar o soportar más V inv máx, pero por tiempos pequeños. c c c Vcc = Vcc = 0 Vcc Vcc Corte Saturación Transistor como Conmutador FET como Conmutador 33 El Transistor como Dispositivo de Conmutación S A T U A C I O N Ic Zona Activa C O T E Vce Zona de Saturación Zona de Corte Vce 0 Ic máx I c 0 Vce (máx.) 34 17

18 El Transistor como Dispositivo de Conmutación Ecuación ecta de Carga Vcc Ic* c Vce Saturación Vcc Ic * sat C Vce 0 35 Para el diseño c Vcc Ic SAT La se calcula en saturación NO en corte. Ib sat Ic h SAT FE Vi( 1) V I B SAT BE SAT Vi Vce Con Vi = 0v ( el transistor se corta ) 36 18

19 Vcc AND Vi 1 I1 I2 Ib sat 2 c Ic I carga IL s at 2 es necesaria para cargar el circuito, este baja la sensibilidad y reduce el ruido. Existe una conmutación no deseada. Sin 2 también actúa como conmutador, pero pueden existir problemas (ruido). 37 Formas de disparo Vcc Vi 1 c SALIDA DE TENSIÓN SALIDA DE COIENTE 38 19

20 El Transistor como Dispositivo de Conmutación Por corriente Vcc C L SC V I E = I G ESET Configuración Darlington L Carga Nota: Para bloquear el SC se abre el circuito con ESET ó se polariza en forma inversa. 39 El FET como Dispositivo de Conmutación Por Tensión Por Corriente VDD D Vi Vi FET como Conmutador 40 20

21 El FET como Dispositivo de Conmutación S A T U A C I Ó N ID Zona Activa C O T E VDS Saturación = VDS min. ID máx. Corte = VDS máx. ID min. 41 El FET como Dispositivo de Conmutación I D I D max. ( Saturación ) Saturación y Corte del FET V GS V P (pinchoff) ( Corte ) I D min. V GS 0 (FET Saturado) V GS = V P (FET Cortado) 42 21

22 El FET como Dispositivo de Conmutación V DD FET de canal N D Saturación : 0 V V i G V O V DD 0 V D I DD D Sat Vi Estado V V DD Corte 0 0 Saturación 43 BIBLIOGAFÍA Electrónica: Teoría de Circuitos Boylestad & Nashelsky Dispositivos Electrónicos Thomas Floyd Principios de Electrónica Malvino 44 22