UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA ESCULA ACADEMICO PROFESIOAL DE INGENIERIA ELECTRONICA AÑO DE LA INTEGRACION NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERSIDAD CURSO : DIBUJO ELECTRONICO I DOCENTE : Ing. Wilder Román Munive CODIGO : 1J3025 TEMA : GENERADOR DE PULSOS ALUMNO : Valdivia Álvarez, Oscar Arturo CICLO : IIEE SECCION : 2 GRUPO : A CODIGO : 20111144B 2012 1
INDICE Introducción...3 Marco Teórico...4 Generador de pulsos Libro 1...4 Definición Terminología Finalidad Impedancia de salida y reflejos espurios Control Generador de pulsos Libro 2...9 Definición Pulso Esquema Funcional Conclusiones, Bibliografía...12 2
INTRODUCCION Antes de empezar a hablar de este importante tema se debe tener en cuenta que hablamos de una herramienta muy importante y que se unas como componente incluso en algunos artefactos de uso normal, se aplica en varias ramas semi-ajenas a la electrónica, pero también se da el uso del que vamos a tomar referencia (como herramienta de medida). Como se ha explicado en anteriores trabajos, se dan que las ondas eléctricas se dan como tal, en forma de ondas, pero el hacerlas en forma cuadrada, o a forma de pulsos (como talvez los del corazón, pero mas perfectos) no se da tan fácil como doblar un alambre y cambiar su forma...per5o para eso esta este increíble aparato que, afortunadamente, ahora es una herramienta de trabajo... Se da en la medicina para atender diversas emergencias y tratamientos, en la ingeniería, para artefactos como relojes digitales, y otras áreas más... Espero sea de su agrado este informe, y de antemano doy gracias a la atención del lector... 3
GENERADOR DE PULSOS 1.- DEFINICION Los generadores de pulsos son instrumentos diseñados para producir un tren periódico de pulsos de igual amplitud (13-6 a). En ellos, la duración del tiempo de encendido puede ser independiente del tiempo entre pulsos. Sin embargo el tren de pulsos tiene la propiedad de estar encendido el 50% del tiempo y apagado el otro 50% del tiempo, a la onda se le llama onda cuadrada (13-6 b). Se puede considerar que los generadores de onda cuadrada son una clase especial de generador de pulsos. 2.- TERMINOLOGIA Para describir la salida de los generadores de pulsos y las aplicaciones de ellos, se debe presentar primero la terminología asociada con los pulsos. El primer grupo de términos denota las características de los pulsos rectangulares ideales. El segundo grupo de términos da los índices de desviación de la forma y la periodicidad de los pulsos ideales. Los términos que caracterizan un tren de pulsos periódicos ideales incluyen: 4
Periodo: el tiempo (en segundos) entre el inicio de un pulso y el inicio del siguiente. La frecuencia (o frecuencia de repetición de pulsos) esta relacionada inversamente con el periodo. Amplitud: el valor del voltaje pico y polaridad del pulso. Ancho del pulso: la duración del pulso (en segundos). Ciclo de trabajo: la relación entre el ancho del pulso y el periodo (expresado en por ciento del periodo). Las ondas cuadradas tienen un ciclo de trabajo del 50%. Sin embargo, los pulsos reales y los trenes de pulsos solo le aproximan a las características de sus contrapartes ideales. Como consecuencia de este hecho, se emplean algunos términos adicionales para describir los aspectos no ideales de los pulsos reales. Estos se dan a continuación: Tiempo de subida (t r ): el tiempo (en segundos) que transcurre para que el pulso aumente de 10% al 90% de su amplitud. Tiempo de caída (t f ): el tiempo (en segundos) que transcurre para que el pulso disminuya del 90% al 10% de su amplitud. Sobrepaso: el grado (en por ciento de amplitud) en el que el pulso rebasa su valor correcto durante la subida inicial. Oscilación: la oscilación que tiene lugar (en por ciento de amplitud de pulso) como resultado del sobrepaso. Decaimiento: cualquier disminución (en por ciento de amplitud de pulso) en la amplitud del pulso que sucede durante el ancho del pulso. Variación del periodo: especifica la variación máxima en periodo de un ciclo al siguiente (en porcentaje del periodo). 5
Línea base: el nivel de corriente directa en el cual comienza el pulso. Tiempo de asentamiento: el tiempo necesario para que el sobrepaso quede dentro de un porcentaje especificado de la amplitud del pulso. 3.- FINALIDAD Los generadores de pulsos están diseñados para producir pulsos que se aproximen tanto como sea posible a los pulsos ideales. Los pulsos de alta calidad aseguran que cualquier distorsión en el pulso de salida de un circuito de prueba se debe únicamente al circuito de prueba. La amplitud, el ancho de pulso y el periodo de los pulsos generados son con frecuencia ajustables en varios rangos. El ciclo de trabajo también se puede ajustar; pero si la potencia contenida en cada pulso es grande, el ciclo máximo de trabajo se deberá mantener pequeño. Cuando se alcanza el ciclo máximo de trabajo de un generador de pulsos, la forma de onda se hace irregular o ya no aumenta el ancho de pulso. 4.- IMPEDANCIA DE SALIDA Y REFLEJOS ESPURIOS La impedancia de la fuente o generador en los generadores de pulsos es de 50 Ω. Se escoge este valor para que la impedancia de salida de los generadores de pulsos se iguale con la de los cables que transmiten los pulsos del generador (los cables so coaxiales que tienen impedancia característica de 50Ω). Es necesaria esta igualación porque las cargas conectadas a generadores de pulsos, al otro extremo de los cables coaxiales, no siempre están igualadas a la impedancia de la fuente o la del cable. La no igualación hace que una parte del pulso se refleje hasta atrás, hacia el generador de pulsos, por el cable coaxial. Como el cable y el generador están igualados, la señal reflejada se absorbe por completo al regresar al generador. Si no sucediera esta absorción total se reflejaría de nuevo una parte del pulso y parecería que se generan reflejos espurios en el generador (13-8). 6
5.- CONTROL En la figura 13-9 se muestra un generador típico de pulsos y funciones. El operador puede controlar el periodo, la amplitud, la simetría, la longitud de ráfaga de pulsos, el ciclo de trabajo, el corrimiento de la línea base, y la fase de inicio del pulso de salida. Además, se puede seleccionar la polaridad del pulso y el generador puede dispararse manual o externamente. Algunos generadores de pulsos permiten disparo manual. Esto es, se producen pulsos aislados solo bajo operación manual de un interruptor de botón de presión, que esta en el tablero de control. En el modo de pulso apareado (o 7
doble pulso), se producen dos pulsos sucesivos en cada periodo. El primer pulso es el mismo que el no demorado, mientr4as que el segundo es el pulso demorado. En el modo de ráfaga el generador se enciende solo durante un breve periodo y produce pulsos (de 0 a 1999en el caso de la figura 13-9), el cual se controla con una señal de compuerta generada internamente y que a su vez se dispara mediante una señal externa. Además de las posibilidades de los generadores de pulsos comunes que se describieron arriba, se pueden tener otras opciones en instrumentos especiales. Una de estas opciones se encuentra en los llamados generadores de palabras digitales. Estos instrumentos permiten la producción de una secuencia de varios pulsos y transcurre un tiempo antes de repetir esta misma secuencia. Al aumentar el precio de esos instrumentos, se puede conseguir mayor flexibilidad en el ajuste de las amplitudes y ancho de los pulsos dentro de determinada palabra. 8
GENERADOR DE PULSOS 1.- DEFINICION Los generadores de pulsos ofrecen pulsos o trenes de pulsos de tensión o de corriente (para transformadores de pulsos y otros circuitos magnéticos), no como salida secundaria como ofrecen otros generadores, sino como salida fundamental, y a veces única. 2.- PULSO Un pulso es una señal que pasa de un nivel inicial a otro final en un intervalo finito de tiempo y luego retorna al nivel inicial en otro tiempo finito igual o distinto. Los principales parámetros que definen un pulso son: -la amplitud y polaridad. -El tiempo de subida, BD, (del 10% al 90% de la amplitud) (rise time), en el flanco anterior o ascendente, AE. -el tiempo de bajada, GI, (del 90% al 10% de la amplitud) (fall time), en el flanco posterior, FJ. -la duración, CH, (entre los niveles del 50%de la amplitud) o anchura del pulso. -el periodo del pulso, AA, que coincide con el reciproco de la frecuencia de repetición si es una señal periódica. -el retardo respecto a una referencia, que es el tiempo desde dicha referencia hasta C. 9
El tiempo de subida y el de bajada se denominan tiempos de transición, y pueden ser mucho mas cortos que los de la señal cuadrada que ofrecen los generadores de funciones simples. Hay otros parámetros secundarios, como lo son el sobrepasamiento, que es la amplitud por encima del valor final, y el tiempo de establecimiento (hasta que la amplitud quede dentro de un intervalo predefinido). Los pulsos se emplean como estimulo o entrada para un sistema cuya respuesta se observa luego en un osciloscopio. Se pueden medir así parámetros de circuitos digitales tales como el tiempo e conmutación., el tiempo de propagación, el tiempo de retardo, el tiempo de recuperación, etc. Y también se pueden obtener los datos equivalentes a la respuesta en frecuencia. Los denominados generadores de datos (o palabras digitales) generan trenes de pulsos que simulan información o datos digitales. 3.- ESQUEMA FUCIONAL La figura 4.11 muestra el esquema de bloques funcional de un generador de pulsos. La señal cuadrada, procedente de un oscilador, pasa sucesivamente por dos monoestables que determinan su retardo (respecto a una señal de sincronismo, que se ofrece como salida) y su duración. Un integrador posterior determina los tiempos de transición, mientras que un recortador y un amplificador final determinan las características de salida; amplitud, polaridad, y línea de base (nivel de continua). La acción de los monoestables y el integrador sobre la señal del oscilador se muestra en la figura 4.12. Obviamente, los tiempos de transición no son 10
instantáneos tal como lo aparecen en las señales de control, pero se muestran así para destacar la función de cada etapa. Los pulsos dobles son interesantes para medir la velocidad de recuperación de circuitos. Se obtienen haciendo que el monoestable que determina la duración sea disparado no solo por el flanco posterior del pulso que sale del monoestable que determina el retardo, sino también por el flanco anterior de la señal del oscilador. Los controles disponibles normalmente permiten ajustar: el periodo de repetición, entre 10mHz y 660mHz o más; la duración, desde menos de 2 ns hasta 10-4 s; el retardo, respecto a la señal de sincronismo; los tiempos de transición (permiten generar desde señales triangulares hasta trapezoidales); la amplitud, que normalmente es de 20 V en circuito abierto 10 V para una carga adaptada (50Ω); la polaridad; y la línea de base. Algunas opciones adicionales son: pulsos complementarios; salidas co amplitud fija (TTL, ECL, CMOS,...); funcionamiento en ciclo único, o con disparo externo (síncrono o asíncrono), y determinación externa de la duración. 11
CONCLUSIONES Los generadores de pulsos serian instrumentos para producir un gran número de pulsos de igual amplitud, pero a diferencia de aparatos homólogos, este ofrece a los pulsos de forma fundamental y única. Este grupo de pulsos tiene la propiedad de estar encendido el 50% del tiempo y apagado el otro 50% del tiempo, a la onda se le llama onda cuadrada. Se diría también que los generadores de onda cuadrada son una clase especial de generador de pulsos. Los generadores de pulsos estarían diseñados para producir pulsos que se aproximen tanto como sea posible a los pulsos ideales, los cuales serian de forma cuadrada. Los pulsos de alta calidad aseguran que cualquier distorsión en el pulso de salida de un circuito de prueba se debe únicamente al circuito de prueba. El ciclo de trabajo también se puede ajustar; pero a la hora de hacerlo debe tomarse en cuenta que, si la potencia contenida en cada pulso es grande, el ciclo máximo de trabajo se deberá mantener pequeño. BILBIOGRAFIA Texto azul: Wolf, Stanley; Smith, R. Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio. 1 era edición. Prentice-hall s.a. 1990. Cap.13. Pg.387-390. Texto rojo: Pallás, A. Instrumentos Electrónicos Básicos. 1 era edicion. Editorial Marcombo. 2006 Cap.4. Pg.148-150. 12