recortadores y cambiadores de nivel
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ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
RECORTADORES Y CAMBIADORES DE NIVEL
Taco Gabriela [email protected] Cesar [email protected]éndez Gabriela [email protected]
Pilatasig Alex [email protected]
RESUMEN:En la presente práctica estudiaremos el comportamiento de la forma de onda y magnitudes eléctricas como voltaje corriente, en la salida de circuitos recortadores y cambiadores de nivel. Estudiaremos los recortadores los cuales tienen la capacidad de recortar una porción de la señal de entrada sin distorsionar la parte restante de la forma de onda alterna, sin embargo un circuito cambiador de nivel es el que cambia una señal de entrada a un nivel de (d.c.) diferente.
ABSTRAC:In this lab we will study the behavior of the waveform electrical quantities such as voltage and current, output clipping circuits and level shifters. Trimmers study which are capable of cutting a portion of the input signal without distorting the remaining portion of the AC waveform, however, a level shifter circuit is changed to an input signal to a level (dc ) different.
PALABRAS CLAVES:Recortadores, cambiadores de nivel, diodo, capacitores, resistencias.
OBJETIVOS: Estudiar algunas de las aplicaciones de
los diodos ya sea como recortadores o cambiadores de nivel y sus respectivas configuraciones.
Obtener conocimientos acerca de las redes recortadores y cambiadores de nivel, en circuitos conformados por diodos.
Visualizar el comportamiento de una señal de entrada luego de haber pasado por un circuito ya sea un recortador o un cambiador de nivel.
Analizar los motivos por los cuales una señal de entrada al pasar por un circuito de diodos se recorta o cambia de nivel.
INSTRUMENTOS Y EQUIPOS: Diodos de silicio (1N914) Resistencias Capacitores Fuente variable de d.c. Protoboard Generador de onda Osciloscopio Multímetro
NOTA: los valores de las resistencias y capacitores se determinan de acuerdo a la frecuencia con la que se va trabajar y al voltaje aplicado, los cuales se pueden determinar con las formulas descritas en el libro ELECTRONICA TEORIA DE CIRCUITOS 8o edición de Robert Boylestad capítulo 2 pag. (81-91)
FUNDAMENTO TEORICO:
RECORTADORES
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Existe una gran variedad de redes de diodos que se llaman recortadores y tiene la capacidad de recortar una porción de la señal de entrada sin distorsionar la parte restante de la forma de onda alterna. El rectificador de media onda es un ejemplo de la forma más simple de un recortador de diodo, una resistencia y un diodo. Dependiendo de la orientación del diodo, la región positiva o negativa de la señal de entrada es recortada.
Existen 2 categorías generales de recortadores: en serie y en paralelo, la configuración en serie es donde el diodo esta en serie con la carga, mientras que en paralelo tiene un diodo en una trayectoria paralela a la carga.
RECORTADOR EN SERIE:Aunque se la presento al principio como un rectificador de media onda (para formas de ondas senoidales), no existen limitaciones sobre el tipo de señales que pueden aplicarse a u recortador. La adición de una fuente de dc como la que se muestra en la (ilustración 1) puede tener un efecto pronunciado sobre la salida de un recortador (ilustración 2).
Ilustración 1: recortador en serie
Ilustración 2: señal de entrada y salida del recortador en serie
RECORTADORES EN PARALELO: El análisis de las configuraciones en paralelo es muy similar a la que se aplica a las configuraciones enserie, con la diferencia de que el diodo esta en paralelo a la fuente como se muestra en la (ilustración 3), y la forma de onda de salida se muestra en la (ilustración 4).
Ilustración 3: recortador en paralelo
Ilustración 4: señal de entrada y salida del recortador en paralelo
CAMBIADORES DE NIVEL
Una red cambiadora de nivel es la que cambia una señal a un nivel de dc diferente. La red puede tener un capacitor, un diodo y un elemento resistivo; pero también puede usar una fuente de dc independiente para introducir un cambio de nivel de dc adicional. La magnitud de R y C debe elegirse de tal forma que la constante de tiempo
Es lo suficiente grande para que el voltaje atreves del capacitor no se descarga de manera significativa, durante el intervalo en el que el diodo no está conduciendo. A través de todo el
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análisis se asumirá que para propósitos prácticos, el capacitor se cargara o descarga en 5 constantes de tiempo, a continuación se muestra un circuito practico de un cambiador de nivel (ilustración 5) y sus respectiva señal de salida (ilustración 6).
Ilustración 5: cambiador de nivel
Ilustración 6: señal de entrada y salida del cambiador de nivel
PROCEDIMIENTOS.-1) Realizar los cálculos pertinentes para
resistencias y capacitores dependiendo si se realizara un recortador o un cambiador de nivel, para los respectivos valores de frecuencia.
Una vez que obtenemos los valores de R y C verificar si son valores que podemos encontrar comercialmente caso contrario redondear con valores comerciales para poder comprarlos.
2) Realizar las debidas simulaciones de los circuitos en cualquier software
(proteus) para observar si el circuito diseñado es factible de construir (ilustración 7).
Ilustración 7: circuito diseñado de un cambiador de nivel
3) Comprar los materiales y proceder a armar nuestro circuito en un Protoboard con sus respectivos valores de entrada (ilustración 8).
Ilustración 8: circuito armado de un cambiador de nivel
4) Verificar los valores de la señal de salida para ver si es lo que deseamos y proceder a realizar su respectivo informe (ilustración 9).
Ilustración 9: señal de entrada y salida de un cambiador de nivel
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NOTA: realizar todos los circuitos de recortadores y cambiadores de nivel del libro ELECTRONICA TEORIA DE CIRCUITOS 8o edición de Robert Boylestad capítulo 2 pag. (81-91) para adquirir destrezas con respecto a recortadores y cambiadores de nivel.
ANALISIS DE RESULTADOS.- Si se desea recortar con una fuente de
dc adicional depende mucho la cantidad de voltaje que se aplica ya que esto determina lo que se recortara.
Las redes cambiadoras de nivel trabajaran igualmente bien para señales senoidales. De hecho, un enfoque del análisis de las redes cambiadores de nivel con entradas senoidales es el de reemplazar la señal senoidal por una cuadrada de los mismos valores picos. La salida resultante tendrá una forma envolvente para la respuesta senoidal.
Para los cambiadores de nivel depende mucho que los valores de R y C estén bien calculados para tener una señal de salida buena para eso utilizar la siguiente relación:
CONCLUCIONES.- Tanto en recortadores como en
cambiadores de nivel depende mucho si el diodo este polarizado en directa o inversa, para ver si deseamos recortar o cambiar de nivel la parte negativa o positiva de la señal.
Los recortadores se producen por la razón de que en un semi ciclo el diodo esta en polarización directa y pasa la señal mientras que en otro semi ciclo el diodo esta en polarización inversa y no
pasa la señal es ahí cuando se recorta, pero si existe una fuente de de dc adicional en el semi ciclo recortado aparece la señal de la fuente adicional de dc.
Los cambiadores de nivel llevan en su circuito un capacitor por la razón de que cuando en un semiciclo la señal se recorta el capacitor se carga, para luego en el siguiente semi ciclo descargarse y así se produce el cambio de nivel, es por eso que en ciclo donde se produce el cambio de nivel el voltaje es 2 veces el voltaje de entrada.
RECOMENDACIONES.- seguir correctamente el esquema del
circuito diseñado para cada práctica, observando entradas y salidas de los elementos de medición caso contrario los valores medidos serán erróneos.
Observar y conectar los elementos de medición en la escala indicada ya que si no lo hacen los valores medidos serán incorrectos.
BIBIOGRAFIA.- ELECTRONICA TEORIA DE CIRCUITOS 8o
edición, Robert Boylestad capítulo 2 pag. (81-91)
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