Circuito Detector DE Picos PDF

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Practica 7. Circuito detector de picos...

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´ REPORTE DE PRACTICA DE LABORATORIO ´ ´ ´ ´ - UASLP ´ AREA MECANICA ELECTRICA, FACULTAD DE INGENIERIA LABORATORIO DE ELECTRONICA.

Versi´on 1 Periodo 2020-2021II

CIRCUITO DETECTOR DE PICOS Hern´a ndez Mart´ınez Pedro Alejandro, {pedroale999}@gmail.com Instructor: Alvaro Lara Esteban de Jes´ us

Resumen—Para este laboratorio se propone realizar las practicas debidas, conocer, identificar, construir y explicar el funcionamiento y aplicaci´on de los circuitos detectores de picos. Palabras clave—Circuito detector de picos.

I.

I NTRODUCCI O´ N

STUDIAR, construir y explicar el funcionamiento y apli- Figura 2. Forma de Onda del Detector de Pico. caci´on de los circuitos detectores de picos, caracter´ısticas on. manuales, hojas t´ecnicas y pruebas de identificaci´ Del circuito de la figura 1, se puede mencionar lo siguiente, on del amplificador operacional 2 (AO2 ), es para la funci´ I-A. Marco te´orico separar el voltaje del capacitor para prevenir la descarga as D1 y ´ La funci o´ n de un mediante R y por medio de una carga externa. Adem´ I-A1. ANTECEDENTES TEORICOS: detector de pico, es capturar el valor pico de la entrada y R evitan que el amplificador operacional 1 (AO1 ) se sature producir un voltaje de salida Vo igual al Voltaje pico de entrada despu´es de que se ha detectado un pico, y por ende ayudan a detectado, Vo = VI(pico) . Para alcanzar esto se hace que Vo recuperar la velocidad cuando se presenta el pico nuevo. siga a VI hasta llegar al valor pico, entonces este valor es Con la llegada de un pico nuevo, la salida del AO1 se vuelve as grande, positiva desactivando D1 y activando D2 como se muestra retenido hasta que se presente un pico nuevo y m´ en la figura 2. AO1 utiliza la ruta de retroalimentacion ´ a Vo al nuevo valor pico. en cuyo caso el circuito actualizar´ D − AO − R para mantener un corto virtual entre sus 2 2 En las siguientes figuras, se muestra el circuito y la forma de es de R, el resultado onda de entrada y de salida, estos detectores de pico se aplican entradas. Como no fluye corriente a trav´ a que V rastrear´ a a V (llamado modo de rastreo), AO1 ser´ o I on de pruebas y mediciones. en la instrumentaci´ produce corriente para cargar a CH a trav´ es de D2 , y su salida conduce una ca´ıda de diodo por encima de Vo , o bien VI = Vo + VD2(enc) . Despu´es de llegar al voltaje pico VI empieza a decrecer, en decrezca. lo cual ocasiona que la salida de AO1 tambi´ En consecuencia, D2 se desactiva y D1 se activa, lo que on alternativa para proporciona una ruta de retroalimentaci´ AO1 , como se muestra en la figura 2, por lo del corto virtual, ıda de diodo por la salida de AO1 ahora conduce una ca´ debajo de VI , o bien VI = VI − VDI (enc) . Durante este on (hold) el voltaje modo, el cual es llamado modo de retenci´ on de R es del capacitor permanece constante, y la funci´ proporcionar una ruta de corriente para D1 . Observe que si D2 y AO2 se colocan dentro de la ruta de on de AO1 , se eliminan todos los errores retroalimentaci´ es de D2 y al voltaje debidos a las ca´ıdas de voltaje a trav´ Figura 1. Circuito Detector de Pico. de desvio´ de entrada de AO2 . Lo que se necesita en la entrada de AO2 es una corriente de polarizacion ´ de entrada lo suficientemente baja para minimizar la descarga de actica de laboratorio El presente documento corresponde a un informe de pr´ de Electr´ onica II presentado en la Universidad Aut´ onoma de San Luis Potos´ı capacitancia entre los picos.

E

durante el periodo 2020-2021II.

´ REPORTE DE PRACTICA DE LABORATORIO ´ ´ ´ ´ - UASLP ´ AREA MECANICA ELECTRICA, FACULTAD DE INGENIERIA LABORATORIO DE ELECTRONICA.

II.

Versi´on 1 Periodo 2020-2021II

M ATERIAL UTILIZADO Y RESUMEN DE ACTIV IDADES

Para el desarrollo del circuito detector de picos se utilizaran los componentes necesarios para realizarlo. Para esta practica se realizaran las simulaciones del Circuito detector de picos, y a trav´ es de colocar distintos valores de capacitores detectar el tiempo que tarda el capacitor a trav´es de variar el valor del voltaje para que Figura 4. Se˜nal de salida para el circuito detector de picos llegue a un pico y despu´es disminuya. El material utilizado se muestra en la Tabla I. as de esto se puede identificar que se puede aplicar Adem´ nal de salida se muestra a en se˜nales de audio. Para esto la se˜ Tabla I on. continuaci´ ´ M ATERIAL

Material Amplif icador UA741 Resistor Diodo M ultimetro Interruptor Generador de ondas F uente de volaje Osciloscopio

UT ILIZ ADO PRACTICA

6

on Descripci´ Amplificador de se nal ˜ Resistencia Semiconductor Mide voltaje corriente On Off Genera se˜nales Provee CD Visualiza la se˜nal

Cantidad 2 2 2 1 1 1 1 1

Figura 5. Aplicaci´on en se˜nales de audio

III. D ESARROLLO DE LA PR ´A CTICA Y S IMULACI ´O N Posterior a esto se realizo el circuito detector de picos en En esta pr´ actica se desarrollar´ a el circuito detector de picos simulaci´ on como se muestra a continuaci´on. con distintos valores de capacitancia en el capacitor y con esto medir el tiempo de descarga del capacitor tomando en cuenta un voltaje inicial, que despu´ es se elevara tres unidades, para posterior disminuirlo 4 unidades. Circuito detector de picos Para el desarrollo de la practica primero se mostr´ o el v´ıdeo del circuito hecho f´ısicamente, en este caso el circuito detector de picos, utilizando dos amplificadores LM741, dos diodos 1N4006, y un capacitor de 100µF.

Figura 6. Se˜nal de entrada y salida en el osciloscopio.

Figura 3. Circuito detector de picos en f´ısico.

nal de salida y como Para este circuito se identifico la se˜ nal que con forme aumenta el voltaje va hay una segunda se˜ detectando un nuevo pico de voltaje. Para este caso, la senal ˜ del pico poco a poco se alcanza a notar que va disminuyendo cuando el voltaje se disminuye, adem´ as se puede observar que si se presiona el interruptor la senal ˜ se cae hasta el pico actual de voltaje.

on se presentan las simulaciones junto con el A continuaci´ valor del tiempo que tardaron en descargarse los capacitores para distintos valores de los mismos. Simulaci´on con un valor de capacitancia de 100nF. Para este caso se espera ver como la se˜nal de salida detecta el pico mas alto de 8V y despu´es como va disminuyendo poco a poco cuando el voltaje se disminuye a 4V. La se˜ nal va a disminuir poco a poco debido a el valor del capacitor, el tiempo que tarde en almacenar el voltaje, tomando en cuenta que poco

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es del mismo Para este circuito el tiempo que tardo el capacitor en a poco se va descargando debido a que a trav´ circuito fluye el voltaje y la corriente que descarga poco a descargarse fue de 292 segundos. Esto se debe al valor de poco el capacitor. capacitancia en el capacitor. Segundo caso donde el valor del capacitor es de 33nF, para este caso se espera observar que la senal ˜ va a ir disminuyendo mas r´apidamente que la simulacion ´ anterior, debido a que el valor de capacitancia es menor y por lo tanto tiende a mantener menos tiempo el voltaje almacenado.

Figura 7. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 5V.

Figura 10. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 5V.

Figura 8. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 8V.

Figura 9. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 4V.

Figura 11. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 8V.

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Figura 12. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 4V.

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Figura 14. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 8V.

Para este circuito el tiempo que tardo el capacitor en descargarse fue de 94 segundos. Esto se debe al valor de capacitancia que a comparacion ´ de la simulacion ´ anterior, pues este fue menor. Tercer caso donde el valor del capacitor es de 12nF, para este caso se espera observar que la senal ˜ va a ir disminuyendo mucho mas r´apido que las simulaciones anteriores, debido a que el valor de capacitancia es menor a los dos anteriores y por lo tanto tiende a mantener menos tiempo el voltaje almacenado.

Figura 15. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 4V.

Para este circuito el tiempo que tardo el capacitor en descargarse fue de 35 segundos. Esto se debe al valor de capacitancia es muy bajo, por lo cual tiende a mantener el voltaje menos tiempo. A continuacion ´ se muestra una tabla de los tiempos que tardaron en descargarse los capacitores para cada valor de capacitancia. Valor de capacitor 100nF 33nF 12nF

IV.

Figura 13. Se˜nal en el osciloscopio cuando el voltaje es 5V.

Tiempo de descarga 292 segundos 94 segundos 35 segundos

P REGUN TAS

1. Con sus propias palabras, ¿qu´e entiende por circuito detector de picos? Es un circuito capaz de detectar la se˜ nal de voltaje mas

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alta que se da a trav´es de una entrada de voltaje o de una senal, ˜ este circuito es capaz de a trav´es de una senal ˜ sinusoidal de entrada detectar el valor mas elevado que esta alcance a tener y mantenerlo por un cierto tiempo dependiendo del valor del capacitor implementado. 2. Mencione algunas aplicaciones del circuito detector de picos on es que se puede implementar en celdas Una aplicaci´ fotovoltaicas para detectar tension ´ mas elevada que se pueda tener. Otra aplicacion ´ que se le puede dar es en alarmas donde se puede tener una senal ˜ alterna que al alcanzar un pico determinado, abra un circuito deseado.

V.

C ONCLUSION ES

Al realizar esta practica se concluyo´ acerca del uso del es de circuito detector de picos y como nos ayuda para a trav´ una senal ˜ alterna en la entrada, es capaz de detectar el valor de tensi´on mas alto dado por la senal. ˜ Adem´as de que al momento de variar el valor de voltaje, este circuito es capaz de detectar el valor pico mas alto que se pueda suministrar, tomando aximo del amplificador. en cuenta no sobrepasar el voltaje m´ Adem´as de esto se analizo como el circuito a trav´ es de un valor de capacitancia es capaz de detectar el pico de la senal ˜ durante mayor o menor tiempo. Este circuito es muy util ´ debido a que se puede emplear en situaciones en las cuales se requiera identificar la tension ´ m´axima que puede proporcionar un circuito, o tambi´en, en situaciones donde a partir de un nal que pueda accionar otro valor pico se encienda otra se˜ circuito. VI.

R EFERENCIAS

Electr´onica de Potencia. Prentice Hall. Primera Edicion. ´ Madrid: 2001. [3] Malvino, Albert Paul. Principios de onica. Mc Graw Hill. Electr´ BOYLESTAD, ROBERT L. y NASHELSKY, LOUIS, Electr´ onica: teor´ıa de circuitos y dispositivos electr´onicos, ´ M´exico, 2003 8ª.ed, Ed. PEARSON EDUCACION, Franco, Sergio. “Dise˜no con Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Anal´ogicos”. Editorial. Mc Graw Hill, 3ra. Edici´on Coughlin, Robert F. “Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales”. Editorial. Prentice Hall, 5ª Edici´on.

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