SEP SNEST DGESTINSTITUTO TECNOLGICO DE CIUDAD JUREZ

Principios Elctricos y aplicaciones digitales.

Practica 6: Diseo de un amplificador comparador de voltaje.

Integrantes del equipo:Lpez Bernal Jorge Luis 13111202Lpez Trevizo Isaac 13111275Pia Chvez Claudia 13111213Prez Carrillo Eduardo 13111233Vzquez Escobedo Areli 13111142Ingeniera en Sistemas Computacionales

Cd. Jurez, Chih. Febrero 2015

ContenidoObjetivo3Material y equipo utilizado3Marco terico.7Desarrollo.10Conclusin.12REFERENCIAS.13

ObjetivoDemostrar la funcionalidad del amplificador operacional como comparador a travs de un circuito para demostrar como el amplificador operacional, en este caso el LM-741 cambia de un estado a otro en la iluminacin de los leds conectados a una fuente de alimentacin de CD dual (VOLTAJES POSITIVOS Y NEGATIVOS).

Material y equipo utilizado 2 Fuentes de alimentacin de 0-20 VCD.

2 Leds.

2 Resistencias de 1 k.

1 Potencimetro de 100 K.

1 Amplificador operacional LM-741.

1 Protoboard.

1 Pinzas de punta y de corte.

1 Bolsa de alambre

Cables de conexin banana-banana.

Marco terico.Los comparadores son circuitos no lineales que, como su nombre indica, sirven para comparar dos seales (una de las cuales generalmente es una tensin de referencia) y determinar cul de ellas es mayor o menor.La tensin de salida tiene dos estados (binaria) y se comporta como un convertidor analgico-digital de 1 bit. Su utilizacin en las aplicaciones de generacin de seal, deteccin, modulacin de seal, etc, es muy importante y constituye un bloque analgico bsico en muchos circuitos. La funcin del comparador es comparar dos tensiones obtenindose como resultado una tensin alta (VOH) o baja (VOL).En la figura se presenta el smbolo para representar comparadores que es el mismo que el utilizado para amplificadores operacionales. La operacin de un comparador, representado en la VTC de la figura, se puede expresar como:

En el caso de que la tensin Vn est fijada a 0, entonces la tensin de salida V0 = VOL o V0 = VOH en funcin de si Vp < 0 o Vp >0, respectivamente. El comparador acepta seales analgicas a la entrada y proporciona seales binarias a la salida. Este elemento constituye un nexo de unin entre el mundo analgico y digital.

Un Amplificador Operacional puede ser utilizado para determinar cul de dos seales en sus entradas es mayor. (Se utiliza como comparador). Basta con que una de estas seales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea mxima, ya sea positiva (+Vsat) o negativa (-Vsat).Esto se debe a que el operacional se utiliza en lazo abierto (tiene ganancia mxima). La ganancia real de un amplificador operacional es de 200,000 o ms y la frmula de la seal de salida es: Vout = AOL (V1 V2)

Algunos circuitos integrados (como el IC-339, IC-311 etc.) se han diseado especficamente como comparadores otros como el IC-741 aunque son en realidad amplificadores operacionales pueden ser usados como comparadores. Estos chips (generalmente con 8 patas) tienen una entrada para Vref, otra para Vin, una de salida Vout, una para el voltaje de alimentacin (Vcc) y otra de Tierra. El esquema que sigue es un diagrama de como conectar un circuito integrado del tipo IC-741 como comparador.

Esquema: Como puede observarse el voltaje de alimentacin se conecta a la pata nmero 7 y la 4 a tierra. Las patas 2 y 3 son las patas de entrada de los voltajes a comparar, y el voltaje de salida se obtiene por la pata 6.

En este caso cuando Vin exceda a Vref la salida pasa de alto voltaje (casi Vcc) a bajo voltaje (pequeo remanente de voltaje), no exactamente o voltios. Por tal motivo se habla de los estados alto y bajo.Ejemplo:Construyendo este simple circuito se puede aprender lo bsico de un comparador. R1 y R2 funcionan como divisores de voltaje los que suministran un rango de voltaje a ambas entradas del IC-741 (Vref y Vin). El transistor Q1 establece corriente al Led cuando la salida del IC-741 pasa a alta.Si asumimos que R1 est calibrado al centro entonces dar 4.5v como Vref, luego moviendo R2 (Vin) podemos apagar y encender el Led de acuerdo a que sea mayor o menos que Vref.

Desarrollo.Una vez que contamos con los materiales necesarios para realizar la prctica, empezamos a armar el circuito previamente establecido, y en caso de que los alambres no estn aptos para realizar la prctica, podemos manipularlos con las pinzas de corte para que nos sean funcionales.

Una vez que conectamos correctamente los materiales en el protoboard conectamos las dos fuentes de poder a la corriente elctrica.

Luego con el potencimetro se regula el circuito, y cuando mandamos un voltaje negativo enciende un led, y cuando mandamos un voltaje positivo enciende el otro led, esto es lo que hace la estructura del circuito amplificador comparador.

Conclusin.He decidido comenzar citando y reconociendo primeramente la eficiencia de mi equipo en esta practica, ya que se logro terminar el circuito mencionado en menos de 30 minutos, funcionando de una forma excelsa acorde a las especificaciones.Probamos la funcionalidad del amplificador operacional como comparador, este tema fue visto a profundidad en clase por lo cual la practica solo fue para demostrar la veracidad de lo visto en clase, sin embargo, algo que se pudo percibir fue que al utilizar un potencimetro adecuado, el resultado es mas preciso, en este caso se utilizo como ya fue mencionado anterior mente un potencimetro de 100 Kohms.

REFERENCIAS.1. El amplificador operacional como comparador,http://www.unicrom.com/Tut_comparadores_voltaje.asp,08/03/2015

2. Comparador con amplificador operacional,http://www.unicrom.com/tut_comparadores.asp,08/03/2015

3. Comparadores elctricos,http://www.sabelotodo.org/electrotecnia/comparador.html09/03/2015