El desarrollo de este proyecto fue el realizar un generador de señales, para poder realizarlo se recurrió a los conocimientos obtenidos durante el curso, aplicando diferentes configuraciones con Amplificadores Operacionales, algunos son los Integradores, Derivadores, etc.

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GENERADOR DE SEÑALES CON LM741
Marcos Marcos Fernando
fmarcos@uabc.edu.mx
RESUMEN: El desarrollo de este proyecto fue
el realizar un generador de señales, para poder
realizarlo se recurrió a los conocimientos obtenidos
durante el curso, aplicando diferentes configuraciones
con Amplificadores Operacionales, algunos son los
Integradores, Derivadores, etc.
2 INTRODUCCIÓN
La función de un generador de señales es producir
una señal dependiente del tiempo con unas
características determinadas de frecuencia, amplitud y
forma. Algunas veces estas características son
externamente controladas a través de señales de
control; el oscilador controlado por tensión es un claro
ejemplo.Para ejecutar la función de los generadores de
señal se emplea algún tipo de realimentación
conjuntamente con dispositivos que tengan
características dependientes del tiempo (normalmente
condensadores).Haydos categorías de generadores de
señal: osciladores sintonizados o sinusoidales y
osciladores de relajación.
Los osciladores sintonizados emplean un sistema
que en teoría crea pares de polos conjugados
exactamente en el eje imaginario para mantener de una
manera sostenida una oscilación sinusoidal. Los
osciladores de relajación emplean dispositivos
biestables tales como conmutadores, disparadores
Schmitt, puertas lógicas, comparadores y flip-flops que
repetidamente cargan ydescargan condensadores. Las
formas de onda típicas que se obtienes con este último
método son del tipo triangular, cuadrada, exponencial o
de pulso.
3 TEORIA
Generador de señales.
El generador de señales es uno de los
instrumentos de laboratorio más útiles. Su función es
producir señales eléctricas a las cuales se les puede
modificar algunos parámetros como amplitud,
frecuencia, ciclo útil, etc. Lo que permite hacer pruebas
de equipos, análisis de circuito y en general, una gran
cantidad de experimentos y pruebas tanto a nivel
académico, como de mantenimiento de aparatos
electrónicos.
Aspectos generales.
Los generadores son instrumentos que producen
señales de prueba para ser aplicadas a los circuitos que
ensamblamos con el fin de determinar su buen
funcionamiento. También pueden ser muy útiles en la
reparación de aparatos de audio como amplificadores,
grabadoras y equipos de sonido en general. Los más
comunes son los generadores en la escala de señales
llamadas “de audio” o sea 0 y 100 kHz. Generalmente,
producen señales con forma de onda seno, triangular,
cuadrada y algunas veces en forma de diente de sierra.
Estos instrumentos se utilizan para entregar o
inyectar diferentes tipos de señal a los circuitos
electrónicos, ya sean prototipos, de producción
industrial, o a circuitos que requieran reparación. Esta
señal debe ser entonces escuchada,observada,medida
o analizada por algún otro medio para determinar si el
aparato bajo prueba o análisis está trabajando bien. En
otras palabras, los generadores de señal permiten
simular, de una manera fácil y precisa, las señales
reales que se procesan en los diferentes aparatos
electrónicos. Este proceso, en forma general, se
representa en la figura 1.
Figura 1. Procedimiento utilizado para probar aparatos
electrónicos con un generador de señales.
Tipos de generadores de señal.
Los generadores de señal se clasifican según las
señales que producen, la frecuencia de las mismas, su
construcción y por algunas características especiales
que les incorporan sus fabricantes.
Es tan amplio el espectro, que podemos encontrar
desde un generador de onda cuadrada que nosotros
mismos podemos fabricar con dos transistores, unas
cuantos resistencias y condensadores, hasta
sofisticados generadores programables con
microprocesador, interface para computadora, teclado y
pantalla,entre otros. En la figura 2 tenemos una muestra
de algunos de estos modelos de generadores.
Figura 2. En el mercado se encuentran generadores de
señal de diferentes clases.
Parámetros de los generadores.
Es importante, al tratar este tema, conocer o
repasar algunos conceptos básicos yla terminología que
se utiliza para describir las funciones ycaracterísticas de
los generadores de señal.Se dice que son generadores
de señal por que producen una corriente eléctrica o
electrónica que tiene una forma de onda variable o
corriente alterna con características definidas.
Las principales características que tiene una señal
son la forma de onda, la frecuencia y la amplitud. La

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forma de onda, como su nombre lo indica, tiene que ver
con la forma geométrica que tiene la señal y son las más
comunes en electrónica la forma seno o sinusoidal. La
onda cuadrada, los pulsos, la onda triangular, la onda
diente de sierra y las ondas de forma compleja que
resultan de la combinación de varias señales o de algún
proceso dentro de un circuito; en la figura 3 tenemos la
representación de estas forma de onda.
Figura 3. Los generadores de señales pueden entregar
diferentes tipos de onda, en la figura se muestran las
más comunes.
4 DESARROLLO
Los siguientes componentes son necesarios para
armar el generador de señales.
- 3Resistencias de 1MΩ
- 1 Potenciómetro de 10kΩ
- 4Capacitores de1pF
- 3 LM741 (Amplificador operacional)
- Cables para conexión
- Protoboard
- 2 Pares Cable banana-caimán
- 2 Punta de Osciloscopio
- 1 Fuente de Voltaje
- 1 Osciloscopio
- Cables de conexión
Procedimiento
Figura 4. Generador de Señales
El circuito que se armóestá conformado por tres
etapas, la primera etapa es de un oscilador de
relajación, de la cual obtenemos la señal cuadrada, la
cual se puede observar en las figura 5 y 6.
Figura 5.Señal cuadrada obtenida del Oscilador de
relajación.
Figura 6. Señal cuadrada
La señal obtenida de nuestro circuito oscilador de
relación,es pasada por una segunda etapa,que es la de
integración,de esta manera la señal cuadrada obtenida
pasa a la salida de este circuito como una señal diente
de sierra,las cuales se pueden observan en las figuras 7
y 8.

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Figura 7. Señal obtenida de la segunda etapa,
integrando la señal cuadrada.
Figura 8. Onda diente de Sierra
Para poder obtener la señal sinusoidal, la señal
obtenida de primer circuito integrador (de la cual se
obtuvo la señal diente de sierra),se hace pasar la señal
diente de sierra por una etapa de integración
nuevamente, los resultados pueden observarse en la
siguientes figuras (Figura 9 y 10).
Figura 9. Señal obtenida de la segunda etapa de
integración.
Figura 10. Señal de onda Sinusoidal.
5 ANALISIS DE RESULTADOS
5.1 Discusión de la precisión y exactitud de
las mediciones.
Se obtuvieron buenos resultados del circuito, la
señal cuadrada fue perfecta, igualmente la señal diente
de sierra, el único detalle que surgió fue por la señal
sinusoidal, esta no fue perfecta y se puede observar en
la Figura 10.
5.2 Análisis de los posibles errores de
medición.
El generador de señales se realizó con
Amplificadores Operacionales LM741, la aplicación de
este tipo de integrado nos muy apto para este tipo de
proyectos, por ello los resultados obtenidos no fueron
totalmente aceptables, además de los componente
utilizados (Tomando en cuenta que tiene tolerancias que
no son tomadas en cuenta al momento de diseñar un
circuito).
5.3 Descripción de cualquier resultado
anormal.
Las tres señales que se pretendían obtener fueron
la cuadrada,diente de sierra y la sinusoidal y se tuvieron
solamente problemas con la última, la cual fue un tanto
imperfecta.
5.4 Interpretación de los resultados
Se obtuvieron los resultados que se pretendían
alcanzar, con una pequeña cantidad de imperfecciones,
con lo cual hemos aprendido que tenemos que saber
elegir los componentes aptos al momento de armar un
proyecto.

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6 APENDICE
Integrador Ideal
Figura 11.Circuito Integrador
Integra e invierte la señal (Vin y Vout son funciones
dependiente del tiempo)
𝑉𝑜𝑢𝑡 = ∫ −
𝑉𝑖𝑛
𝑅𝐶
𝑑𝑡 + 𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑡
0
𝑉𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 (𝑡 = 0)
Este circuito también se usa como filtro.
Oscilador
Este circuito de relajación es un oscilador de
histéresis, llamado así por la histéresis creada por el
bucle de realimentación positiva implementado con el
comparador. Un circuito que implementa esta forma de
conmutación histérico, se conoce como disparador
Schmitt. Él solo es un Multivibrador Biestable. Sin
embargo, la lenta realimentación negativa añadida al
disparador por el circuito RC, hace que el circuito oscile
de forma automática. Es decir, la suma del circuito RC
convierte el multivibrador biestablehistérico, en un
Circuito Multivibrador Astable.
En este circuito, cuando la tensión en el condensador
alcanza cada umbral (V+ o V-), la fuente de carga cambia
su valor de la fuente de alimentación positiva (VDD) a la
fuente de alimentación negativa (VSS), o viceversa.
Para resolver el circuito de una manera más sencilla, se
utilizan resistencias del mismo valor, es
decir, R1=R2=R3=R. Por lo tanto, V+ se
establece por Vout a través de un divisor de tensión
resistivo:
𝑉+ =
𝑉𝑜𝑢𝑡
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V- se obtiene utilizando la Ley de Ohm y la ecuación
diferencial del condensador:
𝑉𝑜𝑢𝑡 − 𝑉−
𝑅
= 𝐶 ∗
𝑑𝑉−
𝑑𝑡
Reorganizando la ecuación diferencial de V- de una
forma estándar, se consigue lo siguiente:
𝑑𝑉−
𝑑𝑡
+
𝑉−
𝑅𝐶
=
𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑅𝐶
Observe que hay dos soluciones a la ecuación
diferencial, la solución particular o la solución
homogénea. Resolviendo para la solución particular, la
solución es una constante. En otras palabras, V-=A,
donde A es una constante, y dV-/dt=0.
𝑑𝑉−
𝑑𝑡
=
𝑉−
𝑅𝐶
𝐴 = 𝑉𝑜𝑢𝑡
Se utiliza la transformada de Laplace para resolver la
siguiente ecuación homogénea:
𝑑𝑉−
𝑑𝑡
+
𝑉−
𝑅𝐶
= 0
Y el resultado es:
𝑉− = 𝐵𝑒
−1
𝑅𝐶
𝑡
V- es la suma de la solución particular y la homogénea:
𝑉− = 𝐴 + 𝐵𝑒
−1
𝑅𝐶
𝑡
𝑉− = 𝑉𝑜𝑢𝑡 + 𝐵𝑒
−1
𝑅𝐶
𝑡
Despejar B requiere la evaluación de las condiciones
iniciales. En el t=0, Vout=VDD y V-=0. Sustituyendo estas
condiciones iniciales en la ecuación anterior:
0 = 𝑉𝐷𝐷 + 𝐵
𝐵 = −𝑉𝐷𝐷
Frecuencia de Oscilación
𝑓 =
1
2 ln(3)𝑅𝐶
7 CONCLUSION
La aplicación de circuitos Osciladores e integradores
hicieron posible el desarrollo de este proyectos, con el
desarrollo de esta práctica nos fue posible comprender y
tener una idea de las diferentes etapas que tienen los
generadores de señales que utilizamos en clases,
porque generalmente las utilizábamos pero no sabíamos
cómo es que se generaban las señales, y ahora hemos
podido saber cómo funcionan y las características que
tiene un generador de señales.
8 BIBLIOGRAFIA
http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/generador.h
tm
http://daqcircuitos.net/index.php/generadores-de-
senales/generador-de-onda-cuadrada/94-generador-de-
onda-cuadrada