Informe Final 7-labo De Electrónica.docx

Informe Final 7: CIRCUITO SCHMITT TRIGGER- CONFORMADOR DE PULSOS Angel Lopez Tarazona ([email protected]) Sergio Renato Lopez Cornejo ([email protected]) Pedro Espinoza Cordero ([email protected]) Harold Manuel Pelaez Tuesta([email protected]) César Augusto Quiróz Carrillo ([email protected]) Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Ingeniería Lima, Perú

I.MOSTRAR Y ANALIZAR LOS CUADROS Y TABLAS OBTENIDAS EN EL LABORATORIO COMPARAR RESULTADOS TEÓRICOS Y PRACTICOS. En primer lugar se procedió a implementar el siguiente circuito:

Ilustración 1: 1er circuito implementado en el laboratorio.

Se procedió a polarizar los terminales y con esto se hallaron los valores del siguiente cuadro:

Y los valores teóricos hallados en la simulación fueron:

Tabla 2: Valores teóricos hallados para el circuito 1.

De lo cual se observa que por más que haya una diferencia en los valores hallados (esto se puede deber a un desgaste en los materiales usado, variación de la temperatura, etc.) los estados de los transistores siguen siendo los mismos por lo tanto su funcionamiento seguirá siendo el correcto. Después se cambió el 𝑉𝑖𝑛 por una fuente DC y se le hace variar de 1V en 1V hasta observar una variación en el valor de 𝑉0 y así poder conseguir el valor de 𝑉𝐻 y 𝑉𝐿 . Valores experimentales (prácticos): 𝑉𝐸1∗ =3.12V

𝑉𝐻 = 4.3𝑉

, 𝑉𝐿 = 4.1𝑉

Tabla 3: Valores experimentales de 𝑉𝐻 𝑦 𝑉𝐿 hallados para el circuito 1.

Valores teóricos: 𝑉𝐸1∗ = 0.896𝑉 𝑉𝐻 = 1𝑉, 𝑉𝐿 = −0.011𝑉 Tabla 1: Valores experimentales hallados para el circuito 1.

Tabla 4: Valores teóricos de 𝑉𝐻 𝑦 𝑉𝐿 hallados para el circuito 1.

Para estos valores se observa que por más que sean valores diferentes en general presentan un funcionamiento parecido ya que lo importante es que funcione como un generador de pulsos, pero el valor de la amplitud de este pulso puede variar según la calidad de los materiales usados.

PRIMER CIRCUITO

Después de haber hecho todos estos cálculos para el circuito 1 se procedió a implementar el circuito 2.

Ilustración 3: 1er circuito implementado en el laboratorio.

Ilustración 2: 2do circuito implementado en el laboratorio.

VC1(V)=3.56 VE1(V)=4.63 VB1(V)=49m Estado Q1=Q4=Corte

VC2(V)=4.41 VE2(V)=3.56 VB2(V)=3.91 Estado Q2=Q5=Activo

Tabla 1: Valores experimentales hallados para el circuito 1.

Para ese circuito se halló el periodo del pulso. Valor experimental (s) Valor teórico(s) 1.160 0.980 De aquí se puede notar que el error no es muy grande y esto se debe a que el timer 555 es un circuito integrado por lo tanto su funcionamiento es mucho mejor que el de un transistor bjt, por ejemplo.

II. CURVAS OBTENIDAS EN LA PRÁCTICA

Ilustración 4: Voltaje de salida del circuito 1.

Los valores hallados para esta gráfica son: VH=4.3V

VL=4.1V

Tabla 3: Valores experimentales de 𝑉𝐻 𝑦 𝑉𝐿 hallados para el circuito.

Ilustración 5: Voltaje de subida y bajada del circuito 1.

Ilustración 8: Salida del pulso para el circuito 2.

III. DIFERENCIAS VALOR TEÓRICO CON VALOR EXPERIMENTA Primer circuito

Ilustración 6: Curva de histéresis del circuito 1.

SEGUNDO CIRCUITO

Ilustración 9: 1er circuito implementado en el laboratorio.

Ilustración 7: 2do circuito implementado en el laboratorio.

VC1(V)=3.56 VE1(V)=4.63 VB1(V)=49m Estado Q1=Q4=Corte

VC2(V)=4.41 VE2(V)=3.56 VB2(V)=3.91 Estado Q2=Q5=Activo

Tabla 1: Valores experimentales hallados para el circuito 1.

Vc1 (V) = 3.666 Ve1 (V) = 0.835 Vb1 (V) = -2.21u Estado Q1 = Q4=Corte

Vc2 (V) = 3.8 Ve2 (V) =0.836 Vb2 (V) = 1.308 Estado Q2 = Q5=Zona activa

Tabla 2: Valores teóricos hallados para el circuito 1.

Comparando los valores de las tablas 1 y 2 obtenemos los errores mencionados en la tabla 3

Tabla 3: Errores hallados para el circuito 1.

IV. RESPUESTA A PREGUNTAS a. Comparar los valores experimentales y teóricos de voltaje regulado de ambos circuitos.

d. Indique y explique sus observaciones y conclusiones. R. La sección 6 de este informe posee detalladamente las observaciones y conclusiones de este experimento. e. Mostrar las gráficas obtenidas con su cámara. R.

R. CIRCUITO 1 2

VALOR REAL (V) 4.41 4.39

VALOR TEORICO (V) ERROR RELATIVO 3.329 32.47% 3.75 17.06%

Tabla …, comparación de valores experimentales y teóricos. b. Realizar una simulación con los componentes que se usó en los laboratorios.

Ilustración 4: Voltaje de salida del circuito 1.

R. Las simulaciones fueron detalladas en el informe previo, donde se halló todo los valores requeridos en el experimento de manera simulada. c. Qué otros factores intervienen en la duración de un pulso. R. Los factores que intervienen en la duración del pulso son los elementos que almacenan o disipan energía (Resistencias y condensador), ya que la energía está directamente relacionada con la frecuencia.

Ilustración 6: Curva de histéresis del circuito 1.

Ilustración 8: Salida del pulso para el circuito 2.

V.ENTREGA DE LA HOJA DE DATOS Se presenta los datasheets de los componentes usados en el laboratorio:

Ilustración 10: Datasheet del osciloscopio usado.

Ilustración 9: Datasheet del diodo 2N3904.

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 Ilustración 11:Datasheet del CI 555.

VI. Conclusiones: 

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Para el buen funcionamiento del circuito Schmitt uno de los transistores tiene que estar en corte mientras que la otra funcione (zona activa), de otra manera la onda de salida no tendría la forma de un pulso. El valor del periodo de la señal generada por un CI 555 depende de los valores de las resistencias y capacitancias usadas, ya que un simple cambio en los valores de las resistencias demostró eso. La curva del voltaje de salida en el primer circuito que implementamos en la experiencia, salió distorsionada; se debería al uso del potenciómetro y varias resistencias para obtener 500Kohm. Los valores de voltaje de subida y bajada del circuito, no distan demasiado en valor según nuestra experiencia de laboratorio.

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Se concluye que cambiar el transistor vario todos los voltajes medidos. Se concluye que el en el circuito 1 Q2 y Q5 trabajan en la zona activa mientras que Q1 y Q4 en corte. Se logró visualizar en el osciloscopio el lazo de histéresis formado por el ciclo de variación de las tensiones de salida, apreciándose su forma cíclica en la generación de pulsos. Se logró apreciar los pulsos de tensión realizados por el CI timer 555, los cuales al ser comparados con los pulsos generados por el circuito Schmitt Trigger, presentan mejor resolución, menor ruido y mayor simetría en su forma. El Schmitt trigger usa un comparador para producir una conmutacion estable por cruce de nivel, en contraste con la accion de un comparador de referencia directo. Pequeñas variaciones alrededor de la tensión de comparación debida a ruidos, fluctuaciones, etc, originan transiciones en la salida que son eliminadas introduciendo una pequeña cantidad de histéresis para estabilizarlos frente a posibles oscilaciones.

VII.Observaciones: 

Los valores hallados pueden variar debido a razones térmicas o a un mal funcionamiento del dispositivo o incluso debido a una diferencia del β entre los

transistores usados en el laboratorio y en los de la simulación.  En el 1er circuito se usó un transistor 3904 y otro bc547, este último es un posible sustituto del 3904.  Tener bien presente el buen funcionamiento de los materiales a utilizar, porque puede influir en la obtención de las curvas en el osciloscopio y de los datos.  Debemos variar cuidadosamente la fuente de tensión para poder realizar eficientemente las pruebas para obtener los niveles de subida y bajada de voltaje del primer circuito.  Los errores salieron muy grandes debido a distintos motivos como por ejemplo el hecho de que en la experiencia no contábamos con 2 transistores 2N3904, solo con 1 por lo que tuvimos que utilizar un transistor diferente al indicado en la fig. 1 transistor.  En los resultados obtenidos en el laboratorio podemos observar que el voltaje base emisor es alrededor de 0.6 V.  La calibración del osciloscopio en este experimento se vio con un poco de mayor dificultad, esto debido a que la expulsión de las formas de los pulsos tenían periodos más largos, razón por la cual en primeria instancia, no se lograba apreciar.  La variación entre los cambios de tensión de salida, la cual necesitaba de un voltaje adecuado de entrada (VL para

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mostrar el cambio hacia tensión alta, y VH para el cambio a tensión de salida en bajo), se concibió como una variación muy pequeña (0.2 V), lo cual se debió a que en este circuito se utilizó un potenciómetro como resistencia debido a que no se contaba con una resistencia de valor suficientemente alto (500KΩ). Desconectar el circuito de la fuente de alimentación cada vez que se desea manipular algún componente electrónico. El cable coaxial que conecta el osciloscopio con nuestro circuito debe estar aislado de cualquier otro cable por el cual circule corriente, ya que esto generaría un ruido que estropearía nuestras mediciones en el osciloscopio.