lunes, 8 de agosto de 2011

T.P N° 8 : Sistemas secuenciales

Desarrollo teórico:


Contador

Un contador es un circuito secuencial que cambia de estado cada vez que recibe un pulso por la entrada que lo dispara, de tal manera que una sucesión de dichos pulsos lo hace pasar por un cierto número de estados a partir de uno denominado estado inicial, hasta uno llamada estado final. Un circuito así se denomina contador porque puede determinarse la cantidad de pulsos de entrada que ha recibido con sólo ver en qué estado de la secuencia se encuentra.

Algunos contadores detienen su conteo una vez alcanzado su estado terminal (de cuentas prefijadas) pero es mucho más frecuente los que cuentan libremente, es decir, que estando en el estado final, de recibirse un nuevo pulso de entrada, pasen al estado inicial y repitan cíclicamente la secuencia de conteo con los sucesivos pulsos de entrada. En estos casos, como la secuencia es cíclica, la mera observación del estado del contador no permite reconocer si se ha hecho una vuelta entera, y menos aún saber cuantas vueltas se produjeron. Por eso, si el número de estados que posee la secuencia es M, el número de pulsos de entrada recibidos se conoce como módulo de M, es decir, únicamente se conoce el resto de su división entera por M. Por esta razón, al número de estados de la secuencia se lo denomina módulo del contador

Un contador puede también ser considerado un divisor de frecuencia, ya que si recibe por su entrada de conteo una señal periódica de una frecuencia dada, el contador realizará un ciclo completo de su evolución cada M ciclos de la señal de entrada. Si se obtiene una señal que indique cada vez que el contador realiza uno de estos ciclos completos, esta señal tendrá una frecuenia M veces menor que la señal de entrada.

Los contadores se realizan sobre la base de un cierto número de flip-flops debidamente interconectados. El número de flip-flops utilizado limita el valor que puede llegar a tomar el módulo de un contador, ya que como n flip-flops solo puede lograr 2^n estados, no pueden lograrse con ellos un contador de módulo mayor que esa cifra. El conjunto de salidas de los flip-flops que integran un contador, que dan el estado del contador y, por ende, registran el número de pulsos contados, constituyen la salida del mismo.

Los contadores suelen clasificarse, desde el punto de vista de su estructura interna, en

Sincrónicos:

son aquellos en los cuales todos los flip-flops que los componen son disparados sincrónicamente por los pulsos de entrada.

Asincrónicos:

son aquellos en que no todos los flip-flops que lo componen son disparados sincrónicamente por los pulsos de entrada, sino que algunos de ellos reciben su disparo por otro mecanismo, por ejemplo la salida de otro flip-flop del contador.

También los podemos clasificar desde el punto de vista de la secuencia de estados por la que atraviesa, en contadores ascendentes , descendentes y bidireccionales.

Ascendentes:

Son aquellos en los que los sucesivos pulsos de entrada los hacen evolucionar desde un estado inicial, que corresponde a cuenta nula, hasta un estado terminal, que corresponde a cuenta máxima, es decir, los que cuentan hacia arriba. También se los llama aditivos o progresivos.

Descendentes:

Son aquellos en los que los sucesivos pulsos de entrada los hacen evolucionar desde un estado inicial, que corresponde a cuenta máxima, hasta un estado terminal, que corresponde a cuenta nula, es decir, los que cuentan hacia abajo. También se los llama sustractivos o regresivos.

Bidireccionales:

Son aquellos que pueden operar tanto en forma progresiva como regresiva.

Los contadores son muy usados en el conteo de eventos, o de pulsos de reloj, y como divisores de frecuencia.

Decodificador

Los decodificadores son dispositivos lógicos cuyas entradas presentan una combinación de ceros y unos que identifican y seleccionan a una de las varias salidas que posee; la salida así seleccionada pasa al nivel activo, mientras que todas las otras salidas quedan en el nivel inactivo. Por esta característica que tienen las entradas de seleccionar una de las salidas, se la suele denominar también entradas (o líneas) de selección o de dirección.

En este caso utilizamos un decodificador de BCD natural a 7 segmentos.



Desarrollo de la práctica:


Materiales necesarios:

C.I. CD4013
C.I. HEF 4511 (Decodificador)
C.I. CD4510 (Contador)
C.I. LM555 (Monoestable)
2 Micropulsadores
Resistores y capacitores de variados valores



1)Usando la hoja de datos de los CI diseña un contador que cumpla con las siguientes prestaciones:


a)La cuenta debe mostrarse en un display de 7 segmentos.Podrás usar el modulo desarrollado en el TP1.

b)El sistema debera tener un Start-Up-Reset.


c)Mediante dos pulsadores(no llaves)deberas controlar la cuenta y su sentido en modo Toggle.



2)Dibuja el esquematico del diseño.







Simulación del circuito:





Conclusiones:

Como conclusión, podemos decir que este circuito resulta fácil de construir, y no es muy costoso. Es súmamente útil para realizar una cuenta ascendente o descendente, para cualquier fin que se necesite.


miércoles, 13 de julio de 2011

T.P N° 10 : Filtros de señal

Desarrollo teórico:


Filtro pasa bajos:
Un filtro pasa bajo corresponde a un filtro caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas. El filtro requiere de dos terminales de entrada y dos de salida, de una caja negra, también denominada cuadripolo o bipuerto, así todas las frecuencias se pueden presentar a la entrada, pero a la salida

solo estarán presentes las que permita pasar el filtro. De la teoría se obtiene que los filtros están caracterizados por
sus funciones de transferencia, así cualquier configuración de elementos activos o pasivos que consigan cierta función de transferencia serán considerados un filtro de cierto tipo.


Filtro pasa alto:
Un filtro paso alto es un tipo de filtro electrónico en cuya respuesta en frecuencia se atenúan las componentes de baja frecuencia pero no las de alta frecuencia, éstas incluso pueden amplificarse en los filtros activos. La alta o baja frecuencia es un término relativo que dependerá del diseño y de la aplicación.



Desarrollo de la práctica:

1) Arma el siguiente circuito cuidando de alimentar adecuadamente con +/- 12V sus terminales y filtrando los mismos:


2) Conectale a la entrada Vs una señal senoidal de 200 mVpp y 100 Hz.

3) Medí la tensión de salida, averigua la ganancia de tensión expresándola en veces y en dB. Medí el desfasaje que sufre la señal a la salida respecto a la señal de entrada. Expresa ese valor en grados sexagesimales.

Vo=2V
Ganancia en veces = 10
Ganancia en dB = 20
Desfasaje: 180º


4) Repetí el punto anterior para frecuencias distintas. Aumenta el número de mediciones donde se observe un cambio significativo en algunas de ellas.

5) Elabora una tabla donde se reflejen estas mediciones y cálculos de manera ordenada y clara.


6) En base a esta tabla realizá dos gráficas:
a) Una gráfica donde se muestre la variación de la ganancia expresada en dB (eje y), en función de la frecuencia (eje x). Para ello usá un gráfico semilogarítmico. Eje y lineal, eje x expresado en décadas (también llamado decádico) comenzando con una frecuencia de 1 Hz.
b) Idem anterior pero en el eje y gráfica ahora el ángulo de desfasaje de la señal de salida respecto de la entrada.

El desfasaje calculado es de 139° en la fc.


7) En la primer gráfica marcar la región de paso de banda, la frecuencia de corte, y mediante mediciones logradas a partir de la tabla y/o obtenidas mismo de la gráfica calcular la pendiente de atenuación del filtro expresándolo en dB/dec. En la segunda gráfica marcá cuanto desfasa el filtro a la frecuencia de corte. Asimismo y en ese mismo gráfico marcá cuánto desfasa el filtro una década por encima y por debajo de la frecuencia de corte.


Filtro pasa alto













Filtro pasa bajo









Conclusiones:

Gracias a este trabajo practico, ya sabemos como poder diseñar los distintos filtros mas usados y calcular sus valores correspondientes (resistores, capacitores, inductores, entre otros) y sus correspondientes frecuencias de corte, ancho de banda, como asi tambien podemos interpretar las distintas graficas para cada diseño de filtro.

lunes, 27 de junio de 2011

T.P N° 9 : Fuentes reguladas integradas

Desarrollo teórico:










La serie de reguladores de tensión positiva 78xx se complementa con la 79xx, que entrega tensiones negativas, en sistemas donde se necesiten tanto tensiones positivas como negativas, ya que la serie 78xx no puede ser usada para regular tensiones negativas.El ejemplar más conocido de esta serie de reguladores es el 7805, que provee 5V, lo que lo hace sumamente útil para alimentar dispositivos TTL.


Desarrollo de la práctica:

2)
° Circuito para armar.




° Varia la tensión de entrada entre 4 y 10 volts y registra para cada valor la tensión de salida una tabla . Dibuja Vo(Vi).





a. A partir de 6,6V la tensión de entrada regula.

b. La tensión de drop-out es la mínima diferencia de tensión entre la entrada y la salida dentro de la cual el circuito es todavía capaz de regular la salida dentro de las especificaciones.

c. La tensión de drop-out no es la misma para todas las fuentes reguladas integradas.

3)



4) ° Gráfico de tensión en función de la carga.



5) Grafico de potencias disipadas:




6)
La tensión de entrada debería ser para cualquier regulador de tensión integrado igual a la tensión a regular más la tensión de drop out.




Conclusiones:

En ésta práctica utilizamos el regulador de tensión 7805 que regula a partir de los 7v aproximadamente.
La tensión de drop-out es la mínima diferencia de tensión entre la entrada y la salida dentro de la
cual el circuito es todavía capaz de regular la salida dentro de las especificaciones.
La tensión de drop-out no es la misma para todas las fuentes reguladas integradas.

domingo, 15 de mayo de 2011

T.P N° 7 : Comparadores Analógicos

Desarrollo teórico:

Comparador Analógico:
Un comparador es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar una señal de entrada con un determinado valor, variando su salida según el resultado.


Representación esquemática de un amplificador operacional funcionando como comparador:


En un circuito electrónico, se llama comparador a un amplificador operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia.

Como todo amplificador operacional, un comparador estará alimentado por dos fuentes de corriente contínua (+Vcc, -Vcc). El comparador hace que, si la tensión de entrada en el borne positivo (en el dibujo, V1) es mayor que la tensión conectada al borne negativo (en el dibujo, V2), la salida (Vout en el dibujo) será igual a +Vcc. En caso contrario, la salida tendrá una tensión -Vcc.


Desarrollo de la práctica:

° Circuito para armar.



° Comprobamos el funcionamiento.





4) Responde el siguiente cuestionario:

a) ¿El sistema es estable? En caso de no serlo cómo explicarías esta inestabilidad?

No. La luz de la lámpara que vuelve a entrar en el LDR (Realimentación Positiva) crea una oscilación.

b) ¿La inestabilidad es periódica?

Sí, es periódica.

c) Teniendo en cuenta ésta experiencia, ¿usarías el circuito ensayado para hacer un control de luz crepuscular?

No, debido a que es inestable, se prendería y apagaría repetidamente, y no beneficiaria al objetivo para el cual se emplea el circuito.



° Circuito para armar.


° Comprobamos el funcionamiento.







° Curva de histérisis.




Responde el siguiente cuestionario:


a) ¿El sistema es estable? En caso de no serlo cómo explicarías esta inestabilidad?
Si, el sistema es estable

b) ¿La inestabilidad es periódica?
No presenta inestabilidad

c) Teniendo en cuenta esta experiencia, ¿usarías el circuito ensayado para hacer un control de luz crepuscular?
Si lo usaría porque no oscila ya que tiene dos tensiones de referencia.


Conclusiones:

Este trabajo práctico nos sirvió para comprender y razonar como funcionan los circuitos comparadores analógicos, que problemas pueden surgir en circuitos con estos componentes y de que manera se pueden resolver dichos problemas. Ademas trabajamos con un componente nuevo para nosotros el "sensor de luz" pudiendo armar asi un circuito detector de luz basico, estudiar su funcionamiento que inestabilidades presenta y como corregir las mismas.

miércoles, 11 de mayo de 2011

T.P N° 6 : Restador

Desarrollo teórico:

La característica principal de este modo es la amplificación de de la diferencia de las tensiones de entrada. Tiene el inconveniente de que disminuye la impedancia de entrada del amplificador sensiblemente ademas de que las dos resistencias R1 y las dos R2 tienen que ser iguales.


Como sabemos que la pata inversora y la no inversora tienen que ser iguales, podemos decir que las resistencias R1 y R2 superiores y las R1 y R2 inferiores se encuentran en serie. Planteando la ecuación:


De estas dos igualdades podemos la tensión de salida en función de los valores R1, R2 y las tensiones de entrada. Despejando Va de ambas ecuaciones:


igualando ambas expresiones se obtiene la expresión final de la tensión de salida:

Como se puede ver esta configuración amplifica o atenúa la diferencia existente entre las dos entradas V2 y V1.



Desarrollo de la práctica:


° Circuito para armar.



° Circuito armado.




° Calculando.



Utilizamos una R1 de 120Ω.




° Gráfico de Vo(Vc).








Conclusiones:


Aprendimos la configuración de un amplificador restador, que esta formado básicamente por un amplificador inversor y otro no inversor.