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AMPLIFICADORES FASE DE LA ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE 2 – DISEÑO DE LA SOLUCION ACTIVIDAD INDIVIDUAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD 2015

INTRODUCCION A lo largo del desarrollo de esta actividad se continúa con el aprendizaje sobre los amplificadores, sus diferentes configuraciones, aplicaciones t tipos, así como sus características específicas.

OBJETIVOS     

Aprender sobre los diferentes amplificadores, realimentación, circuitos osciladores y los diferentes tipos de amplificadores Entender cómo funcionan la realimentación de los amplificadores y sus diferentes aplicaciones Conocer las aplicaciones de los circuitos osciladores, y los diferentes elementos que los componen, de acuerdo a los diferentes requerimiento Aprender sobre el funcionamiento de los diferentes tipos de amplificadores según sus clases, características, ventajas y desventajas. Continuar con la implementación del sistema de audio para la casa de la cultura, según el requerimiento ya previamente establecidos.

1. Describa brevemente los tipos de realimentación posibles para un circuito amplificador. 

Realimentación negativa

Este tipo de configuración provoca que el sistema responda de forma inversa a la señal de forma proporcional al incremento o decremento, esto con el fin de estabilizar la salida, procurando que se mantenga en condiciones constantes.

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Realimentación positiva

En este tipo de realimentación el sistema responde en la misma dirección que la afectación, perturbación o cambio en la señal, dando como resultado la amplificación de la señal original en vez de estabilizar la señal.

CIRCUITOS TIPICOS CON REALIMENTACION POSITIVA – NEGATIVA. 

Amplificador de tensión inversor

La señal de salida es igual a la señal de entrada (en forma) multiplicada por una constante y de signo contrario (fase invertida 180 grados).

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Amplificador de tensión no inversor

Amplifica la señal de entrada multiplicándola por una constante.

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Amplificador Restador

La salida es proporcional a la resta de las entradas. También es llamado amplificador diferencial.

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Sumador no inversor

Su salida es proporcional a la suma, ponderada o no, de los valores de entrada.

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Circuito integrador

El integrador no se usa en la práctica de forma discreta ya que cualquier señal pequeña de DC en la entrada puede ser acumulada en el condensador hasta saturarlo por completo. Este circuito se usa de forma combinada en sistemas retroalimentados que son modelos basados en variables de estado (valores que definen el estado actual del sistema) donde el integrador conserva una variable de estado en el voltaje de su condensador.

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Sumador inversor

Podemos tener una tensión de salida como combinación lineal de las tensiones de entrada.

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Seguidor de tension

El seguidor de tensión tiene un comportamiento directamente proporcional de su salida respecto al nivel de tensión de su entrada.

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Convertidor de tensión a corriente

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Convertidor de corriente a tensión

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Circuito diferenciador

2. Describa brevemente los circuitos osciladores que se mencionan en la bibliografía. 1. OSCILADORES SENOIDALES Es aquel que produce una oscilación propia de frecuencia, forma de onda y amplitud determinadas.

Si se presenta un desplazamiento de polos a causas físicas propias del elemento, como el aumento térmico elevado o el envejecimiento, la oscilación tiene a desaparecer, por consecuencia del aumento en la saturación del dispositivo, donde la saturación la interpretamos como la variación en la ganancia.

2. METODO DE APERTURA DEL BUCLE

Este método consiste en abrir el bucle interrumpiendo la realimentación, para obtener una respuesta en lazo abierto, el cual resulta intuitivo y fácil de aplicar. 3. OSCILADORES LC Estos involucran uno o más elementos almacenadores de energía, así los osciladores se clasifican según el tipo de estos elementos almacenadores. Estos están formados por 2 impedancias en paralelo, con la entrada y salida de un dispositivo amplificador y una tercera impedancia en la cadena de realimentación. Tipos de osciladores según la ubicación de sus reactancias capacitivas e inductivas.

Polarización. Chokes: Ademan de los elementos del oscilador se requiere una red de polarización. El desacoplo del colector en continua es el primer paso, así como la de su base y la sustitución de la resistencia de colector, por un inductor de choke, cuya finalidad es desconectar en alterna el circuito de la baja impedancia de la fuente.

Así las ventajas obtenidas son mayor ganancia del transistor al tener una carga más débil en continua y no se desperdicia potencia en el circuito de polarización, la segunda ventaja es el evitar una circulación de una corriente fuerte oscilante por la fuente, lo que tiende a generar caídas de tensión si no se tiene en cuenta y se controla, por último el uso del choke permite ampliar la amplitud de la tensión de salida. Oscilador sintonizado por colector:

Este tiene un circuito tanque LC entre el colector de un transistor bipolar y un potencial fijo, esto hace que la frecuencia de resonancia del tanque aumente la ganancia, así seguido se adiciona un inversor de fase para poner el circuito en fase, mediante un transformador y los capacitores Ce – Cb de comportamiento de cortacircuitos de la frecuencia de oscilación.

4. OSCILADORES RC Para frecuencias menores a 100Khz, se trata de usar el uso de bobinas, lo que conlleva a la aparición de este oscilador, entre ellos están: 

Oscilador por rotación de fase: se usa un elemento activo inversor y una cascada de células RC, que producen rotaciones de fase, que sumadas proporcionan 180°

Otros ejemplos de osciladores de rotación con elementos activos son:

(a)FET (b)T.bipolar ()A.operacional.

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Oscilador con puente de Wein: oscilador por rotación muy simple en funcionamiento, pero con estabilidad en frecuencia pobre, usando el puente de wein, el cual es usado en la medición de impedancias, se implementa un amplificador operacional en configuración:

3. Describa brevemente las características de los amplificadores de potencia Clase A, B y AB. 

AMPLIFICADORES DE POTENCIA CALSE A:

La corriente de salida circula durante todo el ciclo de la señal de entrada. La corriente de polarización del transistor de salida es alta y constante durante todo el proceso, independientemente de si hay o no hay salida de audio. La distorsión introducida es muy baja, pero el rendimiento también será bajo, estando siempre por debajo del 25%.

Esta amplificación presenta el inconveniente de generar una fuerte y constante emisión de calor. No obstante, los transistores de salida están siempre a una temperatura fija y sin alteraciones.

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AMPLIFICADORES DE POTENCIA CLASE B:

La corriente de salida sólo circula, aproximadamente, durante medio ciclo de la señal de entrada. Durante el otro medio ciclo, la señal no es amplificada. Se produce a la salida un cambio alternativo de positivo, hay señal; a negativo, no hay señal. Además, no circula corriente a través de los transistores de salida cuando no hay señal de audio. La distorsión introducida por tanto, es muy elevada, aunque el rendimiento mejora notablemente respecto a la clase A, aunque siempre será inferior al 80%. La calidad de este tipo de etapa de potencia es muy pobre, por lo que sólo es utilizado en sistemas que no requieran calidad sonora, como sistemas telefónicos, porteros automáticos, etc.

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AMPLIFICADORES DE POTENCIA CLASE AB

La corriente de salida circula entre medio ciclo y el ciclo completo de la señal de entrada. Como en los amplificadores de clase A, hay una corriente de polarización constante, pero relativamente baja, evitando la distorsión de cruce. Son los amplificadores de más calidad. Es una mejora de la clase B para evitar la distorsión excesiva. Su rendimiento es mejor que el de la clase A, pero inferior a la B.

4. Para el problema planteado, desarrolle el paso 4 (lista de posibles acciones) del ABP. Auditorio H.Dulima

5.80mt x 4.20mt. Con capacidad para 20 personas. Teniendo en cuenta el lugar, medidas y diseño del mismo, además de la cantidad de gente máxima permitida, se realiza el respectivo análisis, para la adquisición del equipo amplificador de audio que se usara en el auditorio en las distintas actividades, se realizara la investigación de equipos comerciales en las diferentes tiendas dedicadas el suministro de los equipos, también se acogerán las diferentes ofertas publicadas en internet. También se suministrara un diseño propio que cumpla con los requerimientos solicitados, pero enfocado en su implementación y adquisición con un bajo presupuesto.

5. Para el problema planteado, desarrolle el paso 5 (análisis de información) del ABP. 

Propuesta 1: Amplificador de 15W $332.000

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15 W 1 altavoz de 8" 2 canales (limpio y overdrive) Regulador de sonido de 3 bandas Conexión de auriculares emulada Entrada de MP3 Dimensiones: 382 x 379 x 205 mm Acabado: Carbon-Kevlar

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Propuesta 2: Amplificador Yamaha $1.899.900

Bluetooth compatible para Wireless Music Streaming

Este receptor AV está equipado con la funcionalidad Bluetooth para que pueda disfrutar de la reproducción de música inalámbrica fácil desde teléfonos inteligentes y otros dispositivos. Yamaha mejora de música comprimida está optimizado para la transmisión de audio Bluetooth para asegurarse de que su música tendrá viva, viva calidad de sonido incluso durante la reproducción inalámbrica. 

Propuesta 3: Amplificador de audio de 15w $30.000 circuito de amplificación doble salida estéreo $60.000 parlante de 15w

CONCLUSIONES  

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Se conoce y comprende el funcionamiento de las diferentes tipos y configuraciones para amplificadores realimentados. Se adquiere el conocimiento sobre los diferentes circuitos osciladores, sus diseños y complejidades además del uso de los dispositivos activos, sus ventajas y desventajas. Se comprende el funcionamiento de los amplificadores según clases, disipación de calor, circulación de corriente y las distorsiones que estos sufren. Se aprende a brindar una solución según el requerimiento hecho, mediante la información obtenida durante el desarrollo de la actividad, la búsqueda y el uso de la información para cumplir con los requerimientos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 

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Miyara, F. (2005). Amplificadores realimentados. Recuperado el 24 de junio de 2014, del Sitio web de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la Universidad Nacional de Rosario: http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/realim.pdf Miyara, F. (2004). Osciladores senoidales. Recuperado el 24 de junio de 2014, del Sitio web de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la Universidad Nacional de Rosario: http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/oscilad.pdf Miyara, F. (2006). Disipación de potencia. sciladores senoidales. Recuperado el 24 de junio de 2014, del Sitio web de la Facultad de

Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la Universidad Nacional de Rosario: http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/disipa.pdf