Aplicacion Con Amplificadores Operacionales

 

S. E. P.

D.G.E. D.G.E.S.T. S.T.

 INSTITUTO TECNOLOGICO DE ORIZABA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA (ÁREA ELECTRÓNICA)

AMPLIFICADORES OPERACIONALES ASESOR: M. C. FERNANDO VERA MONTERROSAS

PRACTICA #05 CONVERTIDORES CON OPAMP (Convertidor de Voltaje –Corriente –Voltaje). PRESENTA EQUIPO 01: MALPICA EUAN ALEJANDRO FERNANDEZ RODRIGUEZ ANA PAOLA CARDENAS ESQUIVEL JUAN DIEGO

 

 _________________________________________   ____________________________ _____________  Vo.Bo. M.C. Fernando Fernand o Vera Monterrosas Monter rosas

Objetivo:  Que el alumno analice y compruebe el funcionamiento de los circuitos de conversión de voltaje a corriente y de corriente a voltaje utilizando algunos de los circuitos estudiados en las prácticas anteriores.

I.-INTRODUCCIÓN

 

I.1- MARCO TEORICO Convertidor de corriente a voltaje Un convertidor corriente a voltaje convierte una corriente de entrada variable en un voltaje de salida proporcional. proporcional. En la figura se muestra un circuito circuito básico que realiza esto esto.. Cómo  prácticamente toda la Ii circula por la trayectoria de realimentación, realimentación, la caída de voltaje a través de Rf es IiRf. Debido a que el lado izquierdo de Rf está a tierra virtual (0 V), el voltaje de salida es igual al voltaje a través de Rf, el cual es proporcional a Ii. Una aplicación específica de este circuito se ilustra en la figura (b), donde se utiliza una fotocelda para detectar cambios del nivel de luz. A m medida edida que cambia la luz, la corriente a través de la fotocelda varía debido al cambio de resistencia de ésta. Este cambio de resistencia produce un cambio proporcional en el voltaje de salida (Vsal = IiR ff  ))..

Convertidor de voltaje a corriente En la figura se muestra un convertidor básico de voltaje a corriente. Este circuito se utiliza en aplicaciones en las que es necesario tener una corriente de salida (carga) controlada por  un voltaje de entrada. Despreciando el desequilibrio de voltaje de entrada, tanto la terminal inversora como la no inversora del amplificador operacional se encuentran al mismo voltaje, Vent. Consecuentemente, el voltaje a través de R1 es igual a Vent. Como la corriente en la entrada inversora es despreciable, la corriente a través del R1 es la misma que la corriente a través de RL; por lo tanto

Figura 2.- convertidor básico de voltaje a corriente.

I.2 ANÁLISIS Y/O DISEÑO.

 

Diseño 1.- convertidor voltaje-corriente.

Diseño 2.- convertidor corriente-voltaje.

 

I.3 PREREPORTE.

Simulación 1.-

 

Simulación 2.-

Simulacion 3.- con circuito de acondicionamiento con Vin=0v. Vin=0v.

Simulación 4.- Con circuito de acondicionamiento con Vin=5v. Vin=5v.

 

Simulacion 5.- convertidor C-V con Iin= 4mA.

Simulación 6.- Convertidor C-V con Iin= 20mA. II DESARROLLO PRÁCTICO. 

II.1 MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR. C.I. TL082 o similar Resistencia de varios valores a ¼ de W Potenciómetros de varios valores.

 

Transistores NPN y PNP complementarios. Fuente de Voltaje Regulada. Multímetro Analógico o Digital. Generador de Señales. Osciloscopio de Doble Trazo.

II.2 METODOLOGÍA.  1.- Diseñe un circuito convertidor de voltaje a corriente como el de la Figura 5.1 para obtener una de 4 a con de 0 a . 2.- Diseñe todos los circuitos de acondicion acondicionamiento amiento de señal que sean necesarios para que se cumplan las condiciones anteriores. 3.- Varíe el voltaje de entrada a los valores indicados en la Tabla 5.1 y anote los resultados.

Tabla 5.1 Tabla de funcionamiento de convertidor de voltaje a corriente y su acondicionador de señal. Circuito de Convertidor Circuito de Convertidor  acondicionamiento acondicionamiento 0.00 0.50 1.00 1.25 1.50 2.00

0 1.27 1.59 1.76 1.91 2.24

0 1.27 1.59 1.76 1.91 2.24

4.45 6 7.51 8.31 9.05 10.59

3.00 3.50 3.75 4.00 4.50 5.00

2.89 3.22 3.37 3.54 3.87 4.19

2.89 3.22 3.37 3.54 3.87 4.19

13.68 15.21 15.95 16.75 18.3 19.86

4.- Diseñe un circuito convertidor de corriente a voltaje como el de la Figura 5.2 para obtener un de 0 a 5V con de 4 a 20mA.

 

5.- Diseñe todos los circuitos de acondicion acondicionamiento amiento de señal que sean necesarios para que se cumplan las condiciones anteriores. 6.- Varíe la corriente de entrada a los valores indicados en la Tabla 5.2 y anote los resultados.

Tabla 5.2 Tabla de funcionamiento de convertidor de corriente a voltaje y su acondicionador de señal. Convertidor Circuito de Convertidor Circuito de acondicionamiento 4.00 6.00 8.00 10.00

0.02 0.62 1.27 1.88

-391.6mV -0.587 -0.789 -0.981

0 6.3uA 0.013 0.019

acondicionamiento 14.00 16.00 18.00 20.00

3.16 3.78 4.43 5.03

-1.376 -1.57 -1.767 -1.955

0.032 0.038 0.044 0.051

III CUESTIONARIO. 1. Investigue las aplicaciones más significativas significativas de los convertidores de voltaje a corriente y de corriente a voltaje. Corriente a voltaje: se utilizan comúnmente comúnmente en los receptores para las comunicaciones ópticas. La corriente generada por el fotodetector fotodetector genera un voltaje foto, pero de una manera no lineal. Voltaje a corriente: tales como en el control de bobinas (electroimanes) y en la transmisión de señales por líneas muy largas. 2. ¿Cuáles son las resistencias que controlan el cero y el span en el convertidor de voltaje a corriente? El potenciómetro con valor de 70.4KΩ será el que controle el cero y ajustando la resistencia que se encuentra conectada en el BC558 ajustamos el spam 3. Investigue algún otro circuito convertidor de voltaje a corriente con los rangos de 0V – 5V a 4mA–20mA.

Convertidor Convertid or de corriente corriente voltaje

 

4. Trazar la curva que establece una relación entre el voltaje de entrada del convertidor y la corriente de salida del mismo.

5. ¿Cuál es la razón de utilizar el amplificador de instrumentación con dos amplificadores operacionales en vez del de tres? Porque en el ampli Porque amplific ficado adorr de instru instrume menta ntació ción n con con dos opamp opampss es mas mas senci sencillo llo varia variarr la ganancia.

6. Trazar la curva que establece una relación entre la corriente de entrada del convertidor y el voltaje de salida del mismo.

IV CO SIO

NCLU NES

Con lo realizad en la práctica observamos que a el funcionamiento de un convertidor de voltaje-corriente, fue necesario variar el valor del potenciómetro que controla el cero, hasta que tuviera un valor de 80.4kΩ, para obtener valores cercanos a los cálculos. Así mismo se tuvo que variar var la resiste resistencia ncia en el circuit circ uito oque convertid conver or de corriente corriente-vol -voltaje taje.. Y que el convertidor deiar corriente-voltaje es más lineal el detidor voltaje-corriente.

 

 

V BIBLIOGRAFÍA BIBLI OGRAFÍA Y SOFTWARE. 1.- Boylestad, Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, Pearson/Prentice Hall, 8a Edición, México. 2.- Multisim. 3.- office 2013