En este tercer laboratorio nos dedicamos a observar como funcionan los maplificadores operacionales en las zonas de saturación, es decir, en modo comparador.
Para ello, deberemos tener en cuenta que cuando V+>V- Vo= Vcc y que cuando V+<V-, Vo=0.
El primer circuito constaba de:
- un AO LM358 de alimentación unipolar
- un potenciómetro de 22 k
- divisor de tensión ( dos resistencias de 10k alimentadas por 5V)
- un LED con una resistencia en serie
Por lo tanto, en la entrada inversora, la tensión será fija de 2.5 V y será el umbral de comparación. Como V+ depende del potenciómetro, podemos predecir que cuando α>0.5, se iluminará, ya que V+>V- y se irá a saturación.
Al montar el circuito nos encontramos con una Vo = 3.7V en vez de los 5V esperados ya que la mayoría de los AO, alcanzan la saturación unos 1.3 V antes. También, si observamos la tensión del LED, vemos que es de unos 1.95 V y si variamos el potenciómetro de forma que α<0.5, el LED se apaga.
El segundo circuito nos permitía generar una señal cuadrada a partir de una senoidal.
En este circuito sustuímos el potenciómetro por un generador de funciones.
Como nos encontramos con alimentación unipolar, las tensiones de entrada no podían ser negativas, y por eso, a la sinusoide creada por el generador de funciones, le sumábamos un offset de 2.5 V para evitar el problema.
En la entrada inversora dejamos el divisor de tensión anterior, para así tener un ciclo de trabajo del 50% ya que si fuera distinto, el LED estaría encendido menos o más tiempo, alterando la simetria de la señal.
El LED visualmente permanecerá todo el rato encendido ya que el ojo humano es como un filtro de paso bajo y no percibe frecuencias elevadas como estos 500 Hz, pero si la disminuimos a menos de 25 Hz, ya podemos percibir el parpadeo.
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En este caso, queríamos crear V+ como si estuviéramos en casa, es decir, sin depender del generador de funciones.
Para generar la sinusoide, a través del Generatosaur y conectado a la placa con el cable de audio Jack, y con un condensador en serie con un divisor de tensión para tener así un filtro de paso alto.
Para que el LED sólo se encienda cuando haya sinusoide, deberemos cambiar el divisor de tensión en la entrada inversora, dejándolo a 2.7 V ya que sino nos encontraríamos con el LED siempre abierto.
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