consulta detector picos conversor ac dc circuito zona muerta

8/16/2019 Consulta Detector Picos Conversor Ac Dc Circuito Zona Muerta

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICACARRERA DE ING. EN ELECTRÓNICA E

INSTRUMENTACIÓN

PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA II

Unidad III

CONSULTATEMA:

Detectores Pico Conversor AC\DC Circuito zona muerta

Hrs. de la asigna !ra6 Hrs

Responsable de la PrácticaIng. José Bucheli

Nombres de los Estudiantes:

Mauricio Naranjo

William Chicaiza


2/15Figura 1 (a).

Figura 1 (b).

"e#$a% &'(&)(*&+,1. DETECTO E! "ICO!

[1]Este tipo de circuito sigue los picos de voltaje de una señal y almacena en un

capacitor el valor máximo que se haya alcanzado (durante un tiempo casiindefinido ! "uando llega una señal pico mayor# se almacena este nuevo valor!El voltaje de pico más elevado se almacena hasta que se produce la descargadel capacitor por medio de un interruptor mecánico o electr$nico!

% este circuito detector de pico tam&i'n se le conoce como circuito seguidor yretenedor o seguidor de pico!

1.1!e#uidor $ retenedor de %ico %ositi&o

[1]En la figura primera figura se muestra el circuito de un seguidor yretenedor de pico! "onsta de dos amplificadores operacionales# dosdiodos# una resistencia# un capacitor de retenci$n y un interruptor dereinicio! El amplificador operacional % es un rectificador de media ondade precisi$n# que carga a " s$lo cuando el voltaje de entrada# Ei# excedeal voltaje del capacitor# c! )a alta impedancia de entrada del seguidor no permite que el capacitor se descargue de manera aprecia&le!

[1]*ara analizar el funcionamiento del circuito empezaremos con laprimera figura! "uando Ei# excede a c# se polariza directamente eldiodo +p para cargar al capacitor de retenci$n "! ,ientras Ei sea mayor que c# el valor de la carga de " se aproxima a Ei! *or lo tanto# c siguea Ei# en tanto Ei sea mayor que c! "uando Ei desciende por de&ajo de

c# el diodo +- se comporta como se muestra en la segunda figura!


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Figura 2:. Formas de onda correspondiente a detector positivode la fgura 1 (a)

"ircuito seguidor de picos positivos y retenedores o detector de pico! )osamplificadores operacionales utilizados son del tipo .i/E0 (tam&i'n se puede utilizar el *233 para la mayor4a de las aplicaciones!5e desactiva el diodo +p y desconecta a " de la salida del amplificador operacional %!El diodo +p de&e ser del tipo de fuga &aja# pues de lo contrario el voltaje del capacitor se descargará (ca4da ! *ara reducir al m4nimo la ca4da# es necesario que elamplificador operacional . requiera corrientes de polarizaci$n pequeñas! *or ello# esnecesario que el amplificador operacional . sea del tipo ,etal2$xido25emiconductor de$xido metálico (, 5 o un amplificador operacional del tipo de efecto de campo&ipolar (.i/E0 !

5e muestra un ejemplo de las formas de onda de voltaje de un seguidor y retenedor depico positivo! *ara reiniciar el voltaje del capacitor de retenci$n a cero hay queconectar una trayectoria de descarga con una resistencia de 6 78!

1.' !e#uidor $ retenedor de %ico ne#ati&o

"uando se desea retener el voltaje más &ajo o más negativo de una señal# seinvierten los dos diodos del circuito! En el caso de señales de entrada &ipolares onegativas# o almacenará el voltaje que tenga el valor más negativo! 5i se deseamonitorear un voltaje positivo y captar cualquier transitorio negativo de cortaduraci$n# &asta con conectar c al voltaje positivo que se va a monitorear9 de estamanera se carga " con un voltaje positivo igual! *or otra parte# cuando el voltajemonitoreado desciende y se recupera# c imitará la ca4da y guardará el valor más&ajo!

'. CON(E TIDO DE C) ) CD*.

Con&ersi+n de C) a CD o circuito M)(

[1]En esta secci$n se mostrará c$mo diseñar y construir un circuito de

amplificador operacional por medio del cual se calcula el valor promedio deun voltaje de ca rectificado! % este tipo de circuito se le denomina


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Figura 3 (a).

Figura 3 (c).

Figura 3 (b).

convertidor de ca a cd! +ado que al circuito rectificador de onda completase conoce tam&i'n como circuito de valor a&soluto y dado que al valor promedio se le llama tam&i'n valor medio# al convertidor de ca a cd tam&i'nse le denomina circuito de valor medio a&soluto (mean a&solute value#,% !

*ara apreciar la utilidad del circuito ,% # o&serve la figura :! En ella semuestra una onda senoidal# una triangular y una cuadrada# las cuales tienenel mismo valor máximo (pico ! *or ello# mediante un detector de pico noser4a posi&le diferenciarlas! )os semiciclos positivo y negativo son igualesen todas las ondas# por lo tanto# el valor promedio de todas estas señaleses cero# y en consecuencia con un circuito o dispositivo promediador# comoser4a un 1;voltmetro de cd# no ser4a posi&le ver la diferencia entre ellas!5in em&argo# el ,% de cada voltaje si es diferente !


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Figura 4 (a).

Figura 4 (b).

El voltaje ,% de una onda de voltaje es aproximadamente igual a su valor rms! *or ello# en vez de utilizar un costoso circuito para cálculo del rms# seemplea un econ$mico circuito ,% !

ecti,icador de %recisi+n con entradas sumadoras.

[1]*ara construir un convertidor de ca a cd empezaremos por el rectificador deprecisi$n o amplificador de valor a&soluto de la figura! *ara las entradaspositivas el amplificador operacional % invierte Ei! El amplificador operacional .suma la salida de % y Ei para dar una salida de circuito o < Ei! En el caso delas entradas negativas# como se aprecia# el amplificador operacional . invierte

=Ei y la salida o del circuito es >Ei! *or lo tanto# la salida del circuito o espositiva e igual al valor rectificado o a&soluto de la entrada!

+urante las entradas positivas# el amplificador operacional % invierte Ei#"omo el amplificador operacional . es un sumador inversor# ? < Ei!


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ura 5: ara construir este convertidor de ca a cd! o amplifcando de valor medio absoluto a"ada un capacitor al am

+urante las entradas negativas# se rectifica la entrada de % al valor de? 9 el amplificador operacional . invierte Ei# por lo que ? < >Ei

Con&ertidor de ca a cd

[1]%l circuito del valor a&soluto de la figura anterior se le añade un capacitor de&aja fuga y con un alto valor (1? @/ de tantalio ! El circuito que as4 se o&tienees el del amplificador ,% ! El capacitor " se encarga de promediar la salidarectificada del amplificador operacional .! 0ranscurren aproximadamente de ;?a ;?? ciclos de voltaje de entrada antes de que el voltaje del capacitor seesta&ilice y sea igual al valor de su lectura final! 5i se aplican al convertidor deca a cd las formas de onda de la figura anterior# su salida será el ,% de lasseñales de entrada!

-. CI CUITO! DE ON) MUE T).

[1],ediante los circuitos comparadores es posi&le sa&er si una señal seencuentra por a&ajo o por arri&a de un voltaje de referencia determinado!En contraste con el comparador# el circuito de zona muerta permite sa&er encuánto se encuentra la señal por de&ajo o por arri&a del voltaje dereferencia !

-.1Circuito de zona muerta con salida ne#ati&a.

*ara empezar a analizar el circuito de zona muerta# o&servaremos el

circuito de la figura A! *or medio de una fuente regulada de voltaje+ V

adecuada y una resistenciamR

se fija el voltaje de referenciaVref

!


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Figura 6 (a).

Figura 6 (b).

Este se calcula a partir de la ecuaci$n Vref =+ V / m ! "omo se mostrará#

el valor negativo de Vref – Vref # es el que define la zona muerta!

En la figura A(a # la corriente está definida por + V y por la resistenciamR de acuerdo con la expresi$nB I = V /mR .

El diodo D N conduce siempre que lo valores de Ei sean positivos# y fija

V OA y V OB a un valor0 V ! *or lo tanto# se impide as4 que todas las

entradas positivas afecten la salida!


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Figuran 6 (c).

)asalida

V OB

delcircuitodezonamuertaeliminatodaslas

porciones de la señal que est'n por encima de− V ref cuando

V ref =+ V /m

*ara o&tener una salida en V OA # Ei de&e ser negativo# como se

muestra en la figura A (& ! El diodo D p conduce siempre que la

corriente de la malla Ei / R a trav's de Ei exceda el valor de la

corriente de malla V / mR a trav's de la resistencia mR !

El valor de Ei necesario para activar D p en la figura A(& es igual a

− V ref ! % esta conclusi$n se llega igualando las ecuacionesB

− Ei R =

+V mR =− V ref

Ei=+V m

=− V ref (a )

+ondeB

V ref =+V m

(b)


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Es decir# todos los valores de Ei mayores que − V ref quedan enuna zona muerte en la que no serán transmitidos (v'ase la figura A (c !

El valor de las salidas V OA # y V OB # será cero! "uando Ei es

inferior aV

ref # se añaden E

i yV

ref y su suma se invierte en la

salida V OA ! El amplificador operacional . vuelve a invertir V OA !

*or lo tanto# V OB s$lo tiene una salida cuando Ei es menor que

V ref ! V OB permite sa&er por cuántos volts Ei es menor que

V ref !

-.' Circuito de zona muerta con salida %ositi&a.

5i se invierten los diodos de la figura A # lo que se o&tiene es un circuitode zona muerta con salida positiva# como se aprecia en la figura 3 ! *aracalcular el voltaje de referencia se utiliza la ecuaci$nB


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Figura #: $ircuito de %ona muerta! salida positiva

5iempre que Ei re&ase el valor de − V ref la salida V OB permite

sa&er por cuánto Ei excede el valor− V ref ! Existe una zona

muerta cuando hay valores de Ei inferiores a − V ref !

4.3 Circuito de zona muerta $ salida bi%olar.

En las figuras C y D se muestra y explica c$mo com&inar los circuitos de

zona muerta con salida positiva y negativa! )as salidas V OA de las

figuras A y 3 se conectan a un sumador inversor! )a salida del sumador V OB permite sa&er en cuánto Ei excede a un voltaje de referencia


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ura &: 'a salida de la fgura 6 # se combinan mediante un sumador inversor para obtener as el circuito

Figura * (b).

positivo y qu' tanto de Ei está por de&ajo de un voltaje de referencia

negativo!

*ara construir un recortador de precisi$n se com&ina un circuito de zona

muerta &ipolar y resistencia RC

Figura 9 (a).


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/. CONC0U!IONE!.

El circuito detector de picos sigue los picos de voltaje de una señal yalmacena en un capacitor el valor máximo que se haya alcanzado

(durante un tiempo casi indefinido !"uando llega una señal pico mayor# se almacena este nuevo valor!

"on el circuito de zona muerta es posi&le sa&er si una señal seencuentra por a&ajo o por arri&a de un voltaje de referenciadeterminado!*ermite sa&er en cuánto se encuentra la señal por de&ajo o por arri&a del voltaje de referencia!

. 2I20IO3 )4I).

[1] R. D. Coughlin, «Amplificadores Operacionales con diodos,» de AMPLIFICADORES OPERACIONALES Y CIRCUITOS INTEGRADOS

LINEALES. , Latacunga, rentice !all "nc., #$$$, pp. 1%&'1%('#$$.

5. esumen.CI CUITO DETECTO DE "ICO!.

Este tipo de circuito sigue los picos de voltaje de una señal y almacena enun capacitor el valor máximo que se haya alcanzado (durante un tiempocasi indefinido ! "uando llega una señal pico mayor# se almacena estenuevo valor! El voltaje de pico más elevado se almacena hasta que se

produce la descarga del capacitor por medio de un interruptor mecánico oelectr$nico!

% este circuito detector de pico tam&i'n se le conoce como circuito seguidor y retenedor o seguidor de pico!


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Figura 1 (a).

Figura 4 (a).

CON(E TIDO DE C) ) CD.*ara construir un convertidor de ca a cd empezaremos por el rectificador deprecisi$n o amplificador de valor a&soluto de la figura! *ara las entradaspositivas el amplificador operacional % invierte Ei! El amplificador operacional . suma la salida de % y Ei para dar una salida de circuito o <

Ei! En el caso de las entradas negativas# como se aprecia# el amplificador operacional . invierte =Ei y la salida o del circuito es >Ei! *or lo tanto# lasalida del circuito o es positiva e igual al valor rectificado o a&soluto de laentrada!


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Figura 4 (b).

+urante las entradas positivas# el amplificador operacional % invierte Ei#"omo el amplificador operacional . es un sumador inversor# ? < Ei!

+urante las entradas negativas# se rectifica la entrada de % al valor de? 9 el amplificador operacional . invierte Ei# por lo que ? < >Ei!

CI CUITO! DE ON) MUE T).,ediante los circuitos comparadores es posi&le sa&er si una señal seencuentra por a&ajo o por arri&a de un voltaje de referencia determinado!En contraste con el comparador# el circuito de zona muerta permite sa&er encuánto se encuentra la señal por de&ajo o por arri&a del voltaje dereferencia !


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Figura 6 (a).

consulta detector picos conversor ac dc circuito zona muerta

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