LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS I

CIRCUITOS CON DIODOS LIMITADORES Y ENCLAVADORES

INFORME FINAL

1. Describir cada circuito utilizando las señales logradas, explicando las imperfecciones.

Circuito 1

En la simulación PSPICE se utilizo diodos 1N4148 que ya se había especificado en el informe previo su Voltaje de conducción esta entre 0.62V a 0.72VObservamos que el pico de la salida V(1) es de 5.776V, teóricamente debería ser 5V el pico máximo de la salida V(1), es porque se le suma un voltaje de » 0.776V, para que recién conduzca el diodo. Voltajes menores 5.776V el diodo esta en circuito abierto entonces V(1)=V(3)La simulación la observamos en el gráfico de la pagina siguiente.

Circuito 1a

Con diodo en paralelo con R=10K.

En la simulación por PSPICE poniendo un diodo N14148 en paralelo con R=10K , con Voltaje de conducción entre 0.62V a 0.72V.

Observamos que en la salida V(1) esta acotado entre -0.96V hasta 5.77V ese valor de » -0.96 es valor de conducción del diodo que hace que la salida lo haga corto circuito a la resistencia de 10K. Para V(3) > 0 , V(3): Voltaje sinusoidal de entrada, hace que el diodo recién colocado sea circuito abierto respondiendo igual al circuito anterior .

La respuesta de esta simulación se muestra en la pagina siguiente.

Para el circuito 2.

Circuito 2

Simulando con el PSPICE , usando diodo 1N14148 y con el voltaje recortador Vr =5Vy una entrada senoidal de 10V pico con una frecuencia f=1000Hz.

Observamos que la salida V(1) esta recortada desde 5V hasta 9,21V , no llega ha ser 10V porque hay una caída de voltaje en 470W, de 0.79V , que hace V(1) sólo llegue a ese valor. Y para valores mayores de V(3)=5V, V(3): entrada senoidal, el diodo hace corto circuito y la onda se recorta desde el voltaje de 5V.

La simulación se observa en la pagina siguiente.

Circuito 2 f=100Hz con polaridad del diodo invertido.

Circuito 2a

Ahora cambiamos la frecuencia a f=100Hz y el diodo 1N4148 lo ponemos invertido manteniendo la tensión V2 = Vr = 5V como voltaje recortador.

Observamos la simulación que la gráfica de V(1), se ha invertido donde se ha recortado desde -0.85V hasta 5V, vemos que no llega a ser -10Vpico ya que como en el anterior caso hay una caída de tensión -1.5V caídos en la resistencia de 470W. para valores V(3)<5V el diodo conduce.

La salida V(1) del circuito 2a

La simulación en PSPICE lo observamos en la siguiente pagina .

Circuito 3 con entrada ondas cuadrada f=1000Hz

Circuito 3

En esta simulación con PSPICE hemos utilizado una fuente de pulso de ondas cuadrada de 10V pico con frecuencia f = 1khz , con diodo 1N4148, un condensador de 0.47uf y una fuente recortadora Vr = V2 = 5V.

Observamos que la señal de salida V(1) esta fijada desde -14.73 hasta 5.5V, vemos que hay una ligera decaimiento en -13V es por el voltaje del diodo » 0.73V, como se observa en la gráfica de la simulación de PSPICE.

La simulación con PSPICE lo observamos en la siguiente pagina.

Circuito 3 entrada senoidal f=1000Hz

Circuito 3a

Si sólo cambiamos la entrada a un generador senoidal de 10V pico con la misma frecuencia de 1000Hz .

Se observa en la simulación que sucede casi lo mismo con la onda cuadrada solo en valores máximos y mínimos y es que la salida esta acotado entre -13.9V hasta 5.7V, con un voltaje más de 5V ese valor de 0.7 es el valor de voltaje de conducción del diodo 1N4148. También vemos que hay un cierto desfasaje con el voltaje de entrada senoidal V(3) debido al condensador.

La simulación con PSPICE se observa en la siguiente pagina.

Circuito 3 con entrada onda cuadrada y senoidal con f=100Hz y diodo invertido.

Para la simulación con PSPICE se cambio la polaridad del diodo 1N4148 y se vario la frecuencia a 100Hz de los generadores ya sea de onda cuadrada y onda senoidal ambos con 10V pico-pico

Circuito 3b

Para la entrada V(2) senoidal observamos que la salida V(1) esta acotado desde 4.32V hasta 15V , debería empezar desde 5V pero se le resta el voltaje de conducción del diodo que en este caso es » - 0.68V , por eso se recorta la señal de entrada para ese valor . También podemos notar el respectivo desfasaje que produce el condensador a la señal en este caso es mayor al que vimos cuando la entrada estaba con una frecuencia de 1000Hz, esto es debido a la impedancia del condensador es mayor cuando menor es la frecuencia por la siguiente formula XL = 1/2pfc

Para la entrada V(2) cuadrada vemos que V(1) esta acotada entre los valores 4.42V hasta 24.22V, también en el gráfico de la simulación que el voltaje de conducción del diodo esta restando al voltaje recortador Vr = 5V , en 4.42V ósea el voltaje del diodo es » -0.58V, Vemos que estos circuitos fijadores ha levantado la onda de entrada en 5V llegando ha ser el pico a 42,22V

La simulación en PSPICE la observamos en la pagina siguiente.

Circuito 4 con entrada cuadrada

Circuito 4

En la simulación con PSPICE como dice en le manual de hacer con 2mhz no se lograba apreciar la señal solo se notaba pulsos, por lo tanto solo cambie a 1khz la frecuencia con un diodo 1N4148 y un generador de pulsos cuadraticos de 10V pico a pico.

Observamos en la simulación que en los dos casos la salida V(1) esta acotado entre 0 y 9.2V donde se observa que se le ha restado el voltaje de conducción del diodo en » -0.8V que solo conduce para V(2)>0 el diodo esta en corto circuito y para V(2)<0 el diodo esta circuito abierto.

La respuesta con PSPICE la observamos en la siguiente pagina

Circuito 5 (CHOPPER).

Circuito 5

Para este circuito hemos simulado con el PSPICE con una fuente senoidal de 10V pico con 60Hz , también un generador de onda cuadrada con 15Vpico una fuente DC de 15V con diodos de 1N4148 .

Observamos que V(0) es una onda senoidal modulada por cortes efectuados por los diodos cuyo valor máximo es 13.8V

La simulación la observamos en la siguiente pagina.

2. Explicar el efecto de la frecuencia, especialmente en el circuito enclavador paso 7.

Se observa en las graficas de la salida V(1), que ha medida de que se aumenta la frecuencia la onda cuadrada se acorta el barrido de la onda cuadrada lectura del tiempo se mide en microsegundos debido a f = 1 / T, el periodo disminuye.

Solo varia el periodo ya que los valores picos se mantenían eran el mismo para cualquier valor de la frecuencia . En concluye que si variamos la frecuencia lo único que se modifica es el periodo inversamente proporcional a la frecuencia.

Los generadores de onda cuadrada producen un voltaje de salida con tiempos iguales de voltajes altos y bajos de manera que el ciclo de trabajo es igual a 0.5 o al 50%. El ciclo de trabajo permanece en este valor aun cuando varíe la frecuencia de oscilación.

El ciclo de trabajo de un generador de pulsos puede variar; los pulsos de poca duración dan un ciclo de trabajo y, por lo general , el generador de pulsos puede suministrar más potencia durante un periodo de voltaje alto que un generador de onda cuadrada.. Los pulsos de corta duración reducen la disipación de potencia con el componente de prueba.

3. Describir el CHOPPER y las modificaciones que considere para mejorar el presente experimento.

La onda que se genera es una onda modulada , recortada por los diodos cuya frecuencia del generador de la onda cuadrada es múltiplo de 60Hz del generador de ondas senoidal.

Los generadores de pulsos y onda cuadrada se utilizan a menudo con un osciloscopio como dispositivos de medición. Las formas de ondas obtenidas en el osciloscopio en la salida o en puntos específicos del sistema bajo prueba proporcionan información tanto cualitativa como cuantitativa acerca del sistema CHOPPER.

La diferencia fundamental entre un generador de pulsos y uno de onda cuadrada está en el ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo se define como la relación entre el valor promedio del pulso en un ciclo y el valor pico del pulso. Puesto que el valor promedio y el valor pico se relacionan en forma inversa a sus tiempos de duración , el ciclo de trabajo se puede definir en términos del ancho del pulso y el periodo o tiempo de repetición.

Ciclo de trabajo = (ancho del pulso) / (periodo)

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

* Se pude concluir que existe una variedad de redes de diodos denominadas recortadores, que tienen la capacidad para recortar una parte de la señal de la entrada, sin distorsionar la parte restante de la onda alterna.

* En los circuitos 3 la red de sujeción , sujeta a una señal a un diferente nivel de cd. Y el valor de R y C debe elegirse de manera tal que la constante de tiempo t=RC sea lo

suficientemente grande para asegurar que el voltaje en el capacitor no descargue en forma significativa durante el intervalo en el que el diodo no está conduciendo.

* Los generadores de onda cuadrada se utilizan siempre que se desea investigar las características de baja frecuencia de un circuito.

* Se puede concluir que que en los circuitos exitados con generadores de onda cuadrada los valores de campo trabajo de la onda no varia si se aumenta o disminuye la frecuencia, solo varia el periodo inversamente a la frecuencia.

* En el circuito Chopper la salida V(1) debe ser mayor a la entrada del generador de onda senoidal y menor al generador de onda cuadrada para que se produzca el Chopper , ambos generadores con frecuencias múltiples a 60Hz.

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