El primer paso en esta experiencia sera armar el amplificador, para ello utilizaremos el siguiente circuito:
Parte A - Comportamiento en continua.
Una vez armado el circuito anterior quitaremos el puente J1 y mediremos los valores máximos y mínimos que estregara el divisor resistivo (Va).
A continuación se mostaran, arriba los valores calculados, y abajo los valores medidos:
Vmin = -1.44V Vmax = 1.44V
Vmin = -1.32V Vmax = 1.32V
Luego conectaremos el puente J1 y tomaremos 11 mediciones: 5 positivas, 5 negativas y la última se hará desconectando J1 nuevamente y conectando la entada (Vs) a masa.
La ganancia de tensión de ese circuito es:
- Vo/Vs = - 3.4V/200 mV = - 17 veces
en dB -> -(20 log 17) = - 24,6 dB
También se realizaron mediciones del circuito en distintos valores de Vs, para ver el valor de Vo resultante:
Luego volcamos toda esa información en un gráfico en excel:
Si se varia la tensión de alimentación no varia la ganancia, ya que la misma depende de R1 y R2.
La tensión de alimentación mínima con la cual el circuito deja de funcionar es 1V.
Si se aumenta la resistencia R2 a 220 Kohm la ganancia de tensión sube a - 25,36 veces:
Y si se disminuye el valor de R1 a 5600 Ohm la ganancia también sube (46,15 veces):
También se probo sacando Rl, la ganancia no cambio.
Estas experiencias sirvieron para verificar que la ganancia de tensión depende de R1 (siendo inversamente proporcional a la esta) y R2 (siendo directamente proporcional a la misma).
Si se conecta el pin 4 a masa, en vez de -12V el circuito deja de funcionar como amplificador.
Si se disminuye R1 a 390 Ohm el circuito deja de funcionar, ya que la impedancia de entrada es muy chica.
Parte B - Comportamiento en alterna.
En esta parte de la actividad, como dice el titulo, se va a estudiar el comportamiento del amplificador en alterna, para ello le inyectaremos en Vs una señal igual a 288 mV y 1KHz:
Si se aumenta la tensión de entrada, en un momento la señal de salida se va a recortar, el valor máximo de entrada para que no recorte es (pico a pico) 18,4V
Si se aumenta la tensión de alimentación este valor va a aumentar, mientras que si baja este va a bajar.
Por ejemplo, para alimentación igual a 13V la tensión pico a pico con que recorta será 20,2V, mientras que si esta alimentación es 6V la tensión de recorte será 7,36V.
En la siguiente imagen se puede ver el valor máximo que puede tener Vo antes de que sea recortada por la alimentación de la fuente.
Recorte con 6V:
En la siguiente imagen se puede ver el valor máximo que puede tener Vo antes de que sea recortada por la alimentación de la fuente.
Recorte con 6V:
Recorte 13V:
Ahora reemplazaremos el LM741 por el TL081, y veremos que la ganancia de tensión sigue respondiendo a - (R2/R1):
R2 = 150 K Ohm ; R1 = 10 K Ohm
- (150/10) = Av = - 15
- (Vo/Vs) = Av = -(840mV/56mV) = -15
Si se aumenta la frecuencia baja la ganancia y el circuito va dejando de ser inversor ( a partir de los 45KHz aproximadamente).
La siguiente imagen es con una frecuencia de 1MHz (Ya deja de ser amplificador inversor):
Circuito en PCB:
Desafio: Observar en el osciloscopio el mismo gráfico realizado en el punto anterior. Capturar la imagen y explicar la manera que se realizó la medición.
Ayuda: Usar el osciloscopio en modo X - Y. Colocar un generador de señales en la entrada Vs. Ajustar su salida con los siguientes parámetros: Triangular, Vpp = 2V, f = 1 KHz:
Circuito en PCB:
Desafio: Observar en el osciloscopio el mismo gráfico realizado en el punto anterior. Capturar la imagen y explicar la manera que se realizó la medición.
Ayuda: Usar el osciloscopio en modo X - Y. Colocar un generador de señales en la entrada Vs. Ajustar su salida con los siguientes parámetros: Triangular, Vpp = 2V, f = 1 KHz:
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