Lab 3 - Amplificador Sumador

 

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA 3 PRÁCTICA 3 AMPLIFICADOR SUMADOR GUIA DE TRABAJO E INFORME DE LABORATORIO Nombre del Estudiante: JUAN SEBASTIAN ACEROS TARAZONA CÉDULA: 1095809517 Un cordial saludo. Bienvenido laboratorio 3 de la asignatura, el cual este semestre lodelestamos desarrollando de forma virtual. Elalobjetivo de este laboratorio es conocer el comportamiento circuito amplificador sumador. Específicamente los objetivos son:  

Diseñar un amplificador operacional en configuración como amplificador sumador.  Analizar el comportamiento del amplificador operacional en configuración como amplificador  sumador.

SIMULADORES  

PROTEUS Simulador en línea: https://www.falstad.com/circuit/circuit https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html. js.html.

Nota:: Doy Nota Doy la opci opción ón del simu simula lado dorr en línea línea pa para ra los que que no tien tienen en insta instala lado do PROTE PROTEUS US en sus sus computadores.

CIRCUITO BASICO DEL AMPLIFICADOR SUMADOR

Figura 1. Amplificador Sumador 

TRABAJO PREVIO 1. Consul Consulte te la fór fórmul mula a para calcular calcular la ganancia ganancia de un amplif amplificad icador or sumador sumador,, en funció función n de las resistencias del circuito mostrado en la figura 1, en las siguientes instancias: a. Cuando Cuando Todas Todas las resi resiste stenci ncias as son difer diferent entes. es. ¿ Vsal =− =−¿

b. Cuando Cuando R1=R2 R1=R2=R3 =R3=… =… =Rn=R; =Rn=R; y RF RF si es difer diferent ente. e. Vsal =

− Rf    ¿

 R

 

c. Cuando Cuando toda todass las resis resisten tencia ciass son iguale iguales. s. Vsal=−(Vent 1 + Vent  2 + Vent  3 + Ventn )

TRABAJO 1 EN CLASE Funcionamiento del amplificador sumador con entrada DC y resistencias iguales.

Realice la simulación del circuito de la figura 1, para 4 entradas, donde V ent1, Vent2, Vent3 y Vent4, son fuentes DC, cuando todas las resistencias son iguales. -

Primera Simulación:  Elij Elija a un valor valor de resi resist sten enci cia a R y cuat cuatro ro valor valores es de volt voltaje aje en entr trad ada a POSITIVOS. En el circuito de la figura 1 R1=R2=R3=R4=Rf=Rn=R. Los valores que elija NO DEBE saturar el circuito. circuito. Simule el circuito circuito comprobando comprobando que el voltaje de salida es la suma de los voltajes de entrada y se invierte. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación. Tabla 1. Vent1 3 Vent2 4 Vent3 6 Vent4 10 VR cc Vee Vsal

-

310 -30 -23

Elija ja un valor valor de resist resistenc encia ia R y cuatro cuatro valores valores de voltaj voltaje e entrad entrada a Segunda Simulación:  Eli POSITIVOS. En el circuito de la figura 1 R1=R2=R3=R4=Rf=Rn=R. Los valores que elija SI

 

DEBEN saturar el circuito. Simule el circuito comprobando que el voltaje de salida está saturado e invertido. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación.

Tabla 2. Vent1 3 Vent2 4 Vent3 13 Vent4 15 VR cc Vee Vsal

-

310 -30 -30

Elija un valor valor de resi resist sten enci cia a R y cuat cuatro ro valo valore ress de volt voltaj aje e en entr trad ada a Terceraa Simulació Tercer Simulación: n:  Elija NEGATIVOS. En el circuito de la figura 1 R1=R2=R3=R4=Rf=Rn=R. Los valores que elija NO DEBE saturar el circuito. circuito. Simule el circuito circuito comprobando comprobando que el voltaje de salida es la suma de los voltajes de entrada y se invierte. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación.

Tabla 3. Vent1 -3 Vent2 -4 Vent3 -6 Vent4 -10 R 1 Vcc 30 Vee -30 Vsal 23

 

-

Elija un valo valorr de re resi sist sten enci cia a R y cuat cuatro ro valo valore ress de volta voltaje je en entr trad ada a Cuartaa Simulació Cuart Simulación: n:  Elija NEGATIVOS. En el circuito de la figura 1 R1=R2=R3=R4=Rf=Rn=R. Los valores que elija SI DEBEN saturar el circuito. Simule el circuito comprobando que el voltaje de salida está saturado e invertido. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación. Tabla 4 Vent1 -3 Vent2 -4 Vent3 -13 Vent4 -15 R 1 Vcc 30 Vee -30 Vsal 30

 

Visto bueno del docente de las tablas llenas, y la simulación de los 4 circuitos.

TRABAJO 2 EN CLASE Funcionamiento del amplificador sumador con entrada DC y ganancia única.

Realice la simulación del circuito de la figura 1, para 4 entradas, donde V ent1, Vent2, Vent3 y Vent4, son fuentes DC, cuando R1=R2=R3=… =Rn=R; y RF si es diferente. Elija un valor de ganancia Acl única para el circuito y diseñe las resistencias para producir p roducir esa ganancia. Valores de diseño:  Acl elegida= 2k -

R=10k

Rf=20k

Para los valore valoress dis diseña eñados dos,, elija elija cuatro cuatro valore valoress de voltaj voltaje e entrad entrada a Primera Simulación:  Para POSITIVOS. Los valores que elija NO DEBEN saturar el circuito. Simule el circuito comprobando que el voltaje de salida es la suma de los voltajes de entrada multiplicada por la ganancia y se invierte. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación.

Tabla 5. Vent1 3 Vent2 4 Vent3 5 Vent4 6 Vcc 50 Vee -50 Vsal -36

-

Para los valore valoress diseñad diseñados, os, elija cuatro cuatro valore valoress de voltaj voltaje e entrad entrada a Segunda Simulación:  Para NEGATIVOS. Los valores que elija NO DEBEN saturar el circuito. Simule el circuito comprobando

 

que el voltaje de salida es la suma de los voltajes de entrada multiplicada por la ganancia y se invierte. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación.

Tabla 6. Vent1 -3 Vent2 -4 Vent3 -5 Vent4 -6 V Vcece Vsal

5-500 36

Visto bueno del docente de las tablas llenas, y la simulación de los 2 circuitos.

TRABAJO 3 EN CLASE Funcionamiento del amplificador sumador con entrada DC y ganancia diferente por entrada.

Realice la simulación del circuito de la figura 1, para 4 entradas, donde V ent1, Vent2, Vent3 y Vent4, son fuentes DC, cuando todas las resistencias son diferentes. Elija un valor de ganancia Acl para cada entrada del circuito y diseñe las resistencias para producir p roducir esa ganancia. Valores de diseño: RF= 8k

Tabla 7 Acl1

1

Acl2

2

Acl3

4

Acl4

8

 

R1

1

R2

4

R3

2

R4

8

Simulación: Para los valores diseñados, elija cuatro valores de voltaje entrada POSITIVOS. Los valores que elija NO DEBEN saturar el circuito. Simule el circuito comprobando que el voltaje de salida es la suma ponderada de cada voltaje de entrada multiplicado por su ganancia, y la salida total se invierte. Llene la siguiente tabla con los valores seleccionados en la simulación. Vent1Tabla0.85 Vent2 1 Vent3 1.5 Vent4 2 Vcc 35 Vee -35 Vsal 14 Coloque aquí el cálculo teórico de la salida: Vo1¿ −

8 1

∗0.5=− =−¿ ¿ 4

8

=−¿¿2 Vo2¿ − ∗1 =− 4

8

=−¿¿6 Vo3¿ − ∗1.5=− 2

Vo4¿ −

8 8

¿2 ∗2=− =−¿

Visto bueno del docente de la tabla llena, y la simulación de los 2 circuitos.

 

TRABAJO 4 EN CLASE Funcionamiento del amplificador sumador con dos entradas AC senoidales en fase.

Realice nuevamente el trabajo 2 en clase, simulación 1, pero el circuito de la figura 1 con solo dos entradas Vent1 y Vent2, donde cada entrada es una onda senoidal. Las dos deben tener voltajes pico diferentes y deben ser de 500 Hz. Voltaje pico de la onda senoidal 1: 3 Voltaje Pico de la onda senoidal 2: 2 Visto bueno del docente con la simulación realizada donde se muestren las ondas de entrada y la onda de salida.

TRABAJO 5 EN CLASE Funcionamiento del amplificador sumador con una entrada senoidal y una entrada DC 

Realice nuevamente el trabajo 2 en clase, simulación 1, pero el circuito de la figura 1 con solo dos entradas Vent1 y Vent2, donde Vent1 es senoidal de 500 Hz y Vent2 es una señal contínua DC. Voltaje pico de la onda senoidal 1: 3v VDC de Vent 2: 4v Visto bueno del docente con la simulación realizada donde se muestren las señales de entrada y la onda de salida.

 

TRABAJO 6 EN CLASE Diseño

Diseñe un amplificador sumador con 6 entradas DC, donde los voltajes de entrada representen las notas de la materia (de 0 a 5), dos notas por cada corte, donde en cada corte una nota vale el 70% y la otra nota vale el 30%. La salida del amplificador debe ser el cálculo de la nota definitiva. Visto bueno del docente con el diseño simulado y funcionando.

 

TRABAJO 7 – FUERA DE CLASE. Análisis de resultados: Para cada uno de los trabajos en clase, compare los resultados experimentales obtenidos con los resultados teóricos esperados. Responda para cada trabajo en clase: ¿Si se comportó el circuito como se esperaba? 

En el amplif amplifica icador dor sumado sumadorr simpre simpre debemo debemoss tener tener en cuenta cuenta las resist resistenc encias ias Rfy R para para determinar nuestra ganancia y asi multiplicar por la suma de los voltajes de entrada, en todos los trabajos en clase le hicimos variación en las resistencias para asi poder observar y analizar  cuando son resistencias iguales o cuando son resistencias diferentes

¿Se cumplió la ganancia en los circuitos simulados? 

En su totalidad, cuando las resistencias son iguales se determina que r1=r2=r3..=r, y cuando las resistencias son diferentes si debemos hacer el calculo por separado aplicando la formula:    Rf  ∗vin vin   Vo¿ −  R 1

Conclusiones Escriba las conclusiones más importantes que obtuvo del desarrollo de la práctica de laboratorio. 

la ganancia de un amplificador a mplificador sumador esta dada en función de las resistencias Rf y R.

  

la señal que obtendremos en estará inversa porque el amplificador sumador funciona como un inversor a excepción de la suma de las señales de entrada