Laboratorio N°1 - AMPLIFICADOR RETROALIMENTADO by MILTON FERNANDO ANTONIO ROJAS INOÑAN

PRESENTACIÓN

miltonrojasi — 2024-03-20 03:45:09 UTC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA / FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

TEMA: AMPLIFICADOR RETROALIMENTADO

INTEGRANTES:
● Rojas Inoñan, Milton Fernando Antonio (20211001A)

● Tapia Corimanya, Brian Miguel (20211303H)

● Yalan Campos Alex Josue (20211117J)

CURSO: Laboratorio de Electrónica 2

Semestre 2024-1

DOCENTE: Alburqueque Guerrero, Ángel Luis

LIMA-PERÚ

26 de marzo del 2024

2. Obtenga la función de transferencia del amplificador para la zona de frecuencias medias

alexyalanc — 2024-03-20 21:50:30 UTC

Consideraciones para calcular la función de transferencia del amplificador:

alexyalanc — 2024-03-20 23:54:33 UTC

En este circuito, la zona de frecuencias medias se encuentra entre la frecuencia de corte inferior (fci) y la frecuencia de corte superior (fcs).

Para obtener la función de transferencia del amplificador en la zona de frecuencias medias, se pueden despreciar los efectos de los condensadores C1, C2, C3 y C4.
La función de transferencia es una representación matemática de la relación entre la entrada y la salida de un sistema. La zona de frecuencias medias se define como aquella donde la respuesta del circuito es plana, es decir, la ganancia es constante. Por lo tanto, el valor de la función de transferencia en la zona de frecuencias medias será igual al valor de la ganancia en esa zona.

Pasos para obtener la función de transferencia:

alexyalanc — 2024-03-21 00:17:35 UTC

Simplificar el circuito:
- Eliminar los condensadores C1, C2, C3 y C4.
- Combinar resistencias en paralelo y en serie.
Analizar el circuito simplificado:
- Determinar la ganancia del circuito utilizando las reglas de KVL y KCL.
- La ganancia será una función de las valores de los voltajes de entrada y salida.
Expresar la función de transferencia:
- La función de transferencia será la relación entre la tensión de salida (Vout) y la tensión de entrada (Vin).

alexyalanc — 2024-03-21 04:54:03 UTC

En la simulación del circuito, se obtiene los siguientes valores de voltaje en la señal de entrada (V2) y en la señal de salida (V10):

Señal de entrada (V2): 322.218mV
Señal de salida (V10): 4V

Por lo tanto la función de transferencia seria igual al valor de la ganancia que es :

A_vf = G_s = V₁₀/V₂= 4/322.218 = 12.414 --> FT = 10.94 dB

3. Diseñe el circuito ARGOS 2

miltonrojasi — 2024-03-24 04:42:12 UTC

Diseñamos el circuito en el software Multisim

miltonrojasi — 2024-03-24 04:46:53 UTC

1. Analice la estabilidad del sistema realimentado con 4 ceros y 4 polos en el lado de baja frecuencia correspondiente al amplificador usado en esta experiencia.

miltonrojasi — 2024-03-24 04:48:49 UTC

OBJETIVOS

miltonrojasi — 2024-03-24 04:50:27 UTC

Diseñar, simular, implementar y analizar un amplificador, con realimentación negativa usando una estructura diferencial en régimen lineal.

EQUIPOS Y MATERIALES

miltonrojasi — 2024-03-24 05:07:41 UTC

1 Osciloscopio
1 Generador de Señales de Baja Frecuencia
1 Multímetro Digital
1 Fuente doble DC
Transistores:
Q1, Q2, Q3, Q5 2N2222A
Q4 2N2907
Resistencias:
R1, R14 4.7 KΩ
R2, R3 1 KΩ
R4 330 Ω
R5 2.2 KΩ
R6 22 KΩ
R7, R8, R9, R10 100 Ω
R11 220 Ω
R12 15 KΩ
R13 470 Ω
Capacitores
C1, C4 0.1 µF
C2 4.7 µF
C3 22 µF
C5 33 nF

4. Simule en SPICE el circuito ARGOS 2 e imprimir los diagramas de los siguientes parámetros:

miltonrojasi — 2024-03-24 05:09:31 UTC

En DC: V3 V5 V18 V16 V10 V8

miltonrojasi — 2024-03-24 05:12:28 UTC

En AC (diagrama de Bode): V(2,6) V3 V13 V10 V18

miltonrojasi — 2024-03-24 05:12:38 UTC

V3

miltonrojasi — 2024-03-24 06:48:52 UTC

V5

miltonrojasi — 2024-03-24 06:50:39 UTC

V18

miltonrojasi — 2024-03-24 06:54:16 UTC

V16

miltonrojasi — 2024-03-24 06:57:52 UTC

V10

miltonrojasi — 2024-03-24 07:00:45 UTC

V8

miltonrojasi — 2024-03-24 07:03:38 UTC

V2

miltonrojasi — 2024-03-24 07:37:08 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:01:02 UTC

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V3

miltonrojasi — 2024-03-24 08:03:55 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:05:05 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:05:41 UTC

V13

miltonrojasi — 2024-03-24 08:09:11 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:09:47 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:10:12 UTC

V10

miltonrojasi — 2024-03-24 08:13:15 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:14:02 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:14:38 UTC

V18

miltonrojasi — 2024-03-24 08:18:17 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:18:51 UTC

miltonrojasi — 2024-03-24 08:19:19 UTC

5. Basado en la simulación obtenga los diagramas de bode de G y G/(1+GH)

miltonrojasi — 2024-03-24 08:20:09 UTC

6. Compruebe que cada etapa de amplificación opere en régimen lineal y mínima distorsión armónica, usando los diagramas del punto 4.

miltonrojasi — 2024-03-24 08:20:32 UTC

2024-03-24 17:10:14 UTC

Sabemos que una retroalimentación negativa nos ayuda a mejorar la estabilidad del sistema , para que los polos nos produzcan estabilidad al sistema deben estar ubicados en la parte izquierda del plano complejo ya que tienen una parte real negativa que va producir estabilidad debido a que producen respuestas naturales en forma exponenciales decrecientes puras o sinusoides amortiguadas y si ubicamos los polos en la parte de derecha del plano complejo producen exponenciales crecientes puras que crecen exponencialmente produciendo inestabilidad al sistema sobre los ceros estos no deben atraer a los polos hacia el lado derecho de las raíces , una parte de la estabilidad depende de la ganancia K el cual si lo variamos puede darnos mayor o menor estabilidad al sistema .

alexyalanc — 2024-03-24 21:50:54 UTC

Simulación de la señal de entrada (V2) y señal de salida (V10), el channel_A corresponde a V10 y el channel_B corresponde a V2.

Para comprobar, las graficas de bode sera necesario saber algunas indicaciones:

alexyalanc — 2024-03-24 21:59:12 UTC

Las gráficas de Bode son una herramienta útil para determinar si una etapa de amplificación opera en régimen lineal y con mínima distorsión armónica. A continuación, se describen algunos pasos para realizar este análisis:

1. Análisis de la pendiente de la gráfica de magnitud:

alexyalanc — 2024-03-24 22:33:05 UTC

En la región lineal, la pendiente de la gráfica de magnitud debe ser de 20 dB/década para un amplificador de voltaje y 40 dB/década para un amplificador de corriente. Si la pendiente es diferente a estos valores, indica que la etapa de amplificación no está operando en régimen lineal.
Observar la presencia de puntos de inflexión en la gráfica de magnitud. Estos puntos de inflexión indican la presencia de distorsión armónica.

2. Análisis de la gráfica de fase:

alexyalanc — 2024-03-24 22:33:39 UTC

En la región lineal, la gráfica de fase debe ser una línea horizontal a 0 grados. Si la gráfica de fase se desvía de 0 grados, indica que la etapa de amplificación no está operando en régimen lineal.
Observar la presencia de picos o resonancias en la gráfica de fase. Estos picos indican la presencia de distorsión armónica.

alexyalanc — 2024-03-24 22:52:05 UTC

En las graficas proporcionadas en el punto 4 se puede llegar a observar:

1. Gráfica de magnitud:

La pendiente de la gráfica de magnitud en la región lineal es de aproximadamente 20 dB/década, lo que indica que el amplificador está operando en régimen lineal.
Se observa un punto de inflexión en algunas gráficas de magnitud alrededor de los 10 kHz, lo que podría indicar la presencia de distorsión armónica.

2. Gráfica de fase:

La gráfica de fase en la región lineal se desvía ligeramente de 0 grados, lo que indica que el amplificador no está operando en régimen lineal perfecto.
Se observa un pico en algunas gráficas de fase alrededor de los 10 kHz, lo que también indica la presencia de distorsión armónica.

2024-03-25 03:15:12 UTC

Diagrama de Bode de G/1+GH

2024-03-25 03:16:54 UTC

Diagrama de Bode G/1+GH

2024-03-25 03:18:11 UTC

Diagrama de Bode de G

2024-03-25 03:19:54 UTC