DISPARADOR SCHMITT CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL

OBJETIVOS:

Analizar el funcionamiento de diferentes circuito Schmitt con amplificador operacional.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

BASCULA DE SCHMITT

Mediante la realimentación positiva del A.O. es posible construir un comparador regenerativo o báscula Schmitt.

Vp = V⁺ R2 Vv = V^– R2

R1+R2 R1+R2

Comportamiento de la báscula Schmitt:

Si Vi = 0 la salida será Vo = V⁺, ya que como consecuencia de la tensión offset de salida, la entrada (+) estará a mas tensión que la entrada (-) y como comparador de tensión el A.O. dará Vo = V⁺.

Como consecuencia de tener V⁺ en la salida en la entrada (+) habrá Vp.

Si vamos aumentando Vi llegará a un momento en que ean igual a Vp y cuando supere ese valor ligeramente Vo = V^–.

Ahora Vo = V^– y la tensión en la entrada (+) es la Vv, y si seguimos aumentando Vi siempre la tensión de la entrada (-) mayor que la entrada (+) con lo que Vo = V^–.

Si ahora disminuimos la Vi al pasar por Vp sigue estando la entrada (-) mas tensión que la entrada (+) con lo que Vo = V^–.

Cuando Vi = 0 también Vo = V^–, y cuando Vi = Vv y supere ese valor ligeramente, entonces la tensión en la entrada (-) es más negativa que la de la entrada (+), con lo que Vo = V⁺.

MATERIAL NECESARIO:

• • Aparatos del laboratorio de Electrónica.
  • Resistencias
  • A.O. µA741
  • Diodos
  • Transistor
  • Diodo Led.

PRACTICAS PROPUESTAS:

1.- Calcular el circuito 1 de forma que mediante P2 se pueda fijar una tensión en el punto B que permita una histéresis (H) de 2V. R2 = 10K

2.- Mediante los dos trazos del osciloscopio, comprobar los niveles de conexión y desconexión sincronizando los puntos A y C.

3.- Representar gráficamente la histéresis en función de la tensión de entrada y tensión de salida.

4.- Una vez preparado el circuito 2, determinar un nivel de tensión de en el punto B, de forma que permita una histéresis de 1V.

5.- Aplicar mediante el generador de B.F. una señal senoidal de nivel inferior al calculado, y con el osciloscopio aplicado simultáneamente en los puntos A y B, aumentar progresivamente el nivel de señal de entrada y determinar el nivel de disparo. Comprobar si la histéresis obtenida es igual a la calculada.

Tensión de disparo = 471 mV medido

Tensión de disparo = 500 mV calculado

6.- Sincronizar las señales obtenidas en los punto A, B y C.

7.- Calcular los componentes del circuito 3, según los datos proporcionados. Montar el circuito en la placa de pruebas.

8.- Completar el circuito, primero con el circuito auxiliar y luego con el otro, tanto con LDR como con NTC, variando en cada caso el valor del potenciómetro dependiendo del valor de los sensores. Comprobar las diferencias que hay en el funcionamiento del circuito, con uno y otro montaje. Anotarlas y comentar aplicaciones prácticas de cada una de ellas.

Con la LDR arriba y el potenciómetro abajo cuando hay luz se apaga el led y cuando no hay luz se enciende.

Con la NTC cuando está en frío se enciende y cuando está en calor se apaga.

Con la LDR está abajo, cuando hay luza se enciende y cuando no hay se apaga.

Con la NTC está abajo, cuando está en frío se apaga y cuando está en calor se enciende.

9.- Deducir que habría que hacer en el circuito para disminuir la sensibilidad de éste.

Habría que ajustar el potenciómetro tanto reduciendo como aumentándolo para que se ajuste la resistencia del divisor.

10.- Anotar el funcionamiento del circuito global y la función de cada uno de los elementos que lo componen.

R1: estabiliza la tensión del diodo zener.

Dz: estabiliza la tensión de 5.1V en la entrada no inversora del µ741.

La conexión B va a la patilla inversora del operacional para que cuando la tensión del potenciómetro, LDR o NTC supere a la tensión del zener para que pueda cambiar de estado.

R2 y R3 es un divisor de tensión que hay a la salida del operacional para que pueda polarizar la tensión base-emisor del transistor.

El transistor: hace que cuando se polariza las tensión base-emisor encienda el led.

R4: actúa como limitador de corriente y tensión para que el led se quede con la tensión de 1.8V y una corriente de 20mA.

El led: actúa como indicador de luz cuando hay tensión en la base-emisor del transistor .

El potenciómetro: actua como regulador de la tensión de la LDR o NTC.

La LDR: actúa como resistencia variable para cuando halla luz o no la alla.

La NTC: actúa como resistencia variable para cuando halla calor o no alla.