IF - Laboratorio N°1: Amplificador Realimentado by ANDREA NOELIA MEDINA VASQUEZ

andreamedinav1 — 2024-04-06 22:23:21 UTC

Quiñones Loa, Zahid Cristopher (20210080E)
Medina Vásquez, Andrea Noelia (20210120G)
Melgarejo Alejo, David Jesús (20210451C)
Peña Valderrama, Ghiro Yull Dylan (20211234F)

andreamedinav1 — 2024-04-06 22:40:25 UTC

Asumiendo las resistencias estables y basados en sus datos experimentales determine la tabla.

andreamedinav1 — 2024-04-06 22:44:32 UTC

Use la tabla c y determine en AC los contenidos de la tabla.

andreamedinav1 — 2024-04-06 22:48:13 UTC

Presenta en Matlab los diagramas de Bode de:

- V13 / V(2,6)

- V10 / V(18,17)

- V3 / V(2,6)

- V10 / V6

- V10 / V2

andreamedinav1 — 2024-04-06 22:50:34 UTC

Anote las conclusiones y observaciones correspondientes a lo siguiente:

- El diseño

- La simulación

- La implementación

andreamedinav1 — 2024-04-06 22:52:45 UTC

ghiropenav — 2024-04-07 05:13:25 UTC

ghiropenav — 2024-04-07 05:14:27 UTC

En base a la tabla c y colocando adecuadamente los multímetros se obitenen los resultados en orden

Punto de operación en Q1:

andreamedinav1 — 2024-04-08 04:02:29 UTC

\text{Corriente en el colector:}\\ I_{CQ1}=\frac{V_{14}-V_{3}}{R_2}=\frac{12-10.02}{1000}\\ \mathbf{I_{CQ1}}=1.98mA\\ \text{Voltaje colector-emisor:}\\ V_{CEQ1}=V_3-V_4\\ =V_3-(V_2-0.58)\\ V_{CEQ1}=10.02-(-0.04-0.58)\\ \mathbf{V_{CEQ1}}=10.64V

Punto de operación en Q2:

andreamedinav1 — 2024-04-08 04:17:55 UTC

\text{Corriente en el colector:}\\ I_{CQ2}=\frac{V_{14}-V_{5}}{R_3}=\frac{12-9.55}{1000}\\ \mathbf{I_{CQ2}}=2.45mA\\ \text{Voltaje colector-emisor:}\\ V_{CEQ2}=V_5-V_4\\ =V_5-(V_6-0.58)\\ V_{CEQ2}=9.55-(-0.04-0.58)\\ \mathbf{V_{CEQ2}}=10.17V

Punto de operación en Q3:

andreamedinav1 — 2024-04-08 04:18:12 UTC

\text{Corriente en el colector:}\\ I_{CQ3}=I_{CQ1}+I_{CQ2}\\ \mathbf{I_{CQ3}}=4.43mA\\ \text{Voltaje colector-emisor:}\\ V_{CEQ3}=V_4-V_9\\ =(V_2-0.58)-V_9\\ V_{CEQ3}=(-0.04-0.58)-(10.53)\\ \mathbf{V_{CEQ3}}=9.91V

Punto de operación en Q4:

andreamedinav1 — 2024-04-08 04:18:20 UTC

\text{Corriente en el colector:}\\ I_{CQ4}=\frac{V_{14}-V_{18}}{R_7+R_8}\\ =\frac{V_{14}-(V_3+0.58)}{R_7+R_8}\\ =\frac{12-(10.02+0.58)}{200}\\ \mathbf{I_{CQ4}}=7mA\\ \text{Voltaje colector-emisor:}\\ V_{CEQ4}=V_{11}-V_{18}\\ \text{Hallando } V_{11} \text{:}\\ V_{10}=V_6-R_{14}(I_{CQ5}-I_{CQ4})\\ V_{10}=1.4676V \text{...(1)}\\ V_{11}=V_{10}+R_9(I_{CQ4})\\ V_{11}=2.1676V \text{...(1)}\\ \text{Hallando } V_{18} \text{:}\\ V_{18}=V_{14}-(R_7+R_8)I_{CQ4}\\ V_{18}=12-(200)(0.007)\\ V_{18}=10.6V\\ \text{Finalmente:}\\ V_{CEQ4}=2.1676-10.6\\ \mathbf{V_{CEQ4}}=-8.43V\\

Punto de operación en Q5:

andreamedinav1 — 2024-04-08 04:18:26 UTC

\text{Corriente en el colector:}\\ I_{CQ5}=\frac{V_{16}-V_{15}}{R_{11}} \\ I_{CQ5}=\frac{-10.53-(-12)}{220}\\ \mathbf{I_{CQ5}}=6.68mA\\ \text{Voltaje colector-emisor:}\\ V_{CEQ5}=V_{12}-V_{16}\\ V_{10}=V_6-R_{14}(I_{CQ5}-I_{CQ4})\\ V_{10}=1.4676V \text{...(1)}\\ \text{En el nodo 10:}\\ V_{12}=V_{10}-100 I_{CQ5}\\ \text{Reemplazando con (1):}\\ V_{12}=0.7996V \text{...(2)}\\ \text{Finalmente:}\\ V_{CEQ5}=V_{12}-V_{16}\\ =0.7996-(-10.52)\\ \mathbf{V_{CEQ5}}=11.32V\\

Tabla completa

andreamedinav1 — 2024-04-08 05:58:03 UTC

andreamedinav1 — 2024-04-08 06:47:48 UTC

Para V13/V(2,6):

zahidquinonesl — 2024-04-08 06:52:18 UTC

Para V3/V(2,6):

zahidquinonesl — 2024-04-08 06:54:06 UTC

Para V10/V2:

zahidquinonesl — 2024-04-08 06:54:58 UTC

Para V10/V(18,17):

zahidquinonesl — 2024-04-08 06:55:40 UTC

Para V10/V6:

zahidquinonesl — 2024-04-08 06:56:06 UTC

El Diseño:

davidmelgarejoa — 2024-04-09 00:41:52 UTC

En comparación con un amplificador a lazo abierto, el amplificador realimentado diseñado en la presente experiencia tiene una ganancia relativamente baja.
Si buscamos mayor estabilidad con un sistema a lazo cerrado seria mas acorde. Sin embargo, presentaria una ganancia menor ya mencionada.
Se observo que la estabilidad del amplificador esta relacionado directamente con minimizar el error en el calculo de la ganancia y esto se logra haciendo que dependa de la menor cantidada de resistores.
Se observo tambien que en la experiencia nos presentaba una onda triangular en la carga. Esto representaria que algun componente o cables de conexion no estaban conectadas de forma adecuada o presentarian fallas.
Utilizamos el osciloscopio para poder calcular los datos necesarios Vpp de cada onda generada.

La Simulacion:

davidmelgarejoa — 2024-04-09 00:44:35 UTC

En la simulacion se observa que para valores de frecuencia de aproximadamente 4k Hz la onda de salida empieza a distorsionarse, y para valores cada mayores , 40k Hz, la distorsion es aun mas notoria.
Se observa tambien en la simulacion que todos los transistores trabajan en zona activa.
Los valores obtenidos en la simulacion con respecto a los valores calculados en la experiencia presentan un margen del 2-3 % de error. A su vez, tambien hay algunos datos que no se asemejan. Esto es debido a que algunos componentes en la experiencia fallaban, estaban mal conectados o presentarian alguna inferencia en el circuito.

La Implementacion:

davidmelgarejoa — 2024-04-09 00:58:10 UTC

Se observo que para frecuencias mayores a 5k Hz, la onda de salida nos presentaba poco a poco una onda triangular. La cual, deberia de ser senoidal.
A una entrada Vpp de 0.8 V con una frecuencia de 1K Hz, notamos que obtuvimos una ganancia de casi 11. Esto debedido a que trabajamos con ±13v de entrada en ambas fuentes.
Como recomendacion, al momento de iniciar la experiencia debemos tener como prioridad principal la manipulacion de los equipos a utilizar, pues en la mayor parte de los casos se encuentran descalibrados y en consecuencias estos pueden generar ondas que no sean las correctas al momento de la medicion de ganancia. Tambien verificar la correcta funcion de los transistores, resistores y condensadores a su previa implementacion en el protoboard.