Trabajo Práctico N° 4: "Amplificador Operacional Integrador y Derivador"

1-a) Dibujamos el circuito integrador de la figura 1 en el software.

1-b) Utilizamos el "Bode Plotter" el cual es un instrumento que gráfica la frecuencia respecto de la ganancia en el rango que nosotros le indiquemos. En este caso una frecuencia de 1Hz hasta 100KHz, y 0dB hasta 30 dB de ganancia.

1-c) Determinamos la frecuencia de corte la cual es aquella en donde la ganancia disminuye 3dB de su valor máximo y lo marcamos en el gráfico junto al ancho de banda (BW).

BW=158,6 Hz

Se puede observar que se comporta como un circuito pasa bajos ya que su ancho de banda es de 1 Hz - 159,6 Hz.

1-d) Utilizando otra de las funciones del "Bode Plotter" la cual nos permite graficar la respuesta en frecuencia de la fase. Usando un rango de 1Hz hasta 100 KHz y 90º hasta 180º de la escala de fase.

1-e) Determinamos el valor de la fase a una frecuencia de corte de:

*100Hz

*1KHz

*5KHz

1-d) A continuación calcularemos analíticamente la expresión de la transferencia de tensión en el circuito integrador.

2) a)

                      

b)
En este ejercicio del trabajo práctico,al aplicar una señal de onda cuadrada de 100Hz con una amplitud de 1Vp utilizando el generador de funciones.Observamos que al comparar entre las señales de entrada y salida de circuito "Amplificador Operacional Integrador" estando un capacitor en paralelo a la resistencia denominada "RF" vemos que la señal de salida se estaria transformando en una señal triangular al aumentar la frecuencia del generador de funciones como por ejemplo en el siguiente ejercicio comparando al tener una frecuencia de 1Khz y de 5Khz.

c)Repetir las mediciones del punto b) con una onda cuadrada de 1khz  y  5 khz y graficar las formas de onda.

d)Repetir las mediciones del punto b) con una onda triangular de 1khz  y  5 khz y graficar las formas de onda.

3)a)

3 - b y c)Mediante la utilización del "Blode Plotter" graficar la respuesta en frecuencia de magnitud,para un rango de 1Hz a 20KHz. Seleccione la escala vertical de la ganancia desde 0 dB a 50 dB.Además, determinar la frecuencia de corte y el ancho de banda (marcar dichos valores en la curva de respuesta en frecuencia)

datos:

3 - d)Mediante la utilización del "Blode Plotter" graficar la respuesta en frecuencia de fase,para un rango de 1 Hz a 20 KHz. Seleccione la escala lineal del angulo de fase desde 0° a -180°.

3 - e)Determinar el valor de la fase a la frecuencia de corte a 100 Hz, a 1 KHz, y a 5 KHz.


a 100 Hz:

a 1 KHz:

a 5 KHz:

Graficar la respuesta en frecuencia de fase:

3 - f)Calcular analíticamente la expresión de la transferencia de tensión en el circuito integrador práctico. 

¿Cual es el comportamiento de este circuito en funcion de la fecuencia?
Este circuito se comporta en función como "pasa altos" pese a que trabaja a altas frecuencias tal como lo vimos en el ejercicio 3 - b y c).


4-a) Dibujamos el circuito de la figura 4 en el software el cual es un circuito derivador.

4-b) Aplicamos una señal de onda cuadrada con el generador de funciones de 100 Hz de 1Vp y graficamos las señales de entrada y salida.

Siendo la señal de color rojo la entrada y la señal de color naranja la salida. Se observa que a la salida se obtienen picos de tensión tanto positivas como negativas esto se debe a que en un circuito derivador la señal de salida es proporcional a la derivada en el tiempo de la señal de entrada. Una señal cuadrada posee cambio bruscos de tensión por eso se obtiene a la salida picos de tensión.
4-c) Usamos la misma forma de onda pero esta vez variamos las frecuencias.
1KHz:

5KHz:

4-d) Repetimos las consignas del punto "b" pero esta vez cambiamos la forma de onda  a triangular a frecuencias de 1KHz y 5KHz.
1KHz:

5KHz: