RE-10-LAB-385 DISEÑO ELECTRONICO v2.pdf

GUIAS DE PRÁCTICA ELECTRÓNICA
Código de registro: RE-10-LAB-385 Versión 2.0
UNIVERSIDAD DEL VALLE
LABORATORIO DE DISEÑO ELECTRÓNICO
1
Título de la Practica
PRACTICA Nº 1 FUNCIONAMIENTO PARA CORRIENTE CONTINUA DE UN AMPLIFICADOR
OPERACIONAL
PRACTICA Nº 2 RELACION DE RECHAZO EN MODO COMUN Y RAZON DE CAMBIO DE
UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL
PRACTICA Nº 3 FUNCIONAMIENTO PARA AC DE UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL
PRACTICA Nº 4 APLICACIONES CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES
PRACTICA Nº 5 APLICACIONES CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES NO LINEALES
PRACTICA Nº 6 APLICACIONES DE AMPLIFICADORES OPERACIONALES CON DIODOS
PRACTICA Nº 7 OSCILADORES PUENTE DE WIEN
PRACTICA Nº 8 FILTROS DE PRIMER ORDEN
PRACTICA Nº 9 FILTROS DE ORDEN SUPERIOR
PRACTICA Nº 10 SENSOR DE TEMPERATURA Y MICROCONTROLADOR
UNIVERSIDAD PRIVADA
DEL VALLE
FACULTAD DE INFORMATICA Y
ELECTRONICA
GUIA PRACTICA DE LABORATORIO
DISEÑO ELECTRONICO

2
Práctica Nº 1
FUNCIONAMIENTO PARA CORRIENTE CONTINUA DE UN
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO
El estudiante debe tener conocimientos de:
• Funcionamiento y polarización de amplificadores operaciones reales.
• Conocimientos de aproximaciones de amplificadores reales como amplificadores
operacionales ideales.
2. COMPETENCIAS
• Conocerá las características del Amp. Op. que añaden componentes de cd al voltaje de
salida.
• Calculara el efecto de la desviación del voltaje de entrada sobre el voltaje de salida en un
Amp. Op. inversor y no inversor.
• Calculara el valor de una resistencia compensadora para reducir al mínimo los errores en el
voltaje de salida causados por las corrientes de polarización.
3. MATERIALES, INSUMOS Y EQUIPOS
MATERIALES Y EQUIPOS
Item Denominación Cantidad Unidad Observaciones
1 Fuente de poder 1 pza
La práctica es para 1
grupo de 2 estudiantes, la
capacidad del Laboratorio
es de 10 grupos
2 Multímetro Digital 1 pza
3 Osciloscopio Digital 1 pza
4 Simulador PROTEUS 1 pza
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 1 pza
3 Potenciómetro de 10 KΩ 1 pza
4 Resistencia de 10 KΩ 1 pza
5 Resistencias de 20 KΩ 1 pza
6 Resistencia de 10 MΩ 1 pza

3
Práctica Nº 1
FUNCIONAMIENTO PARA CORRIENTE CONTINUA DE UN
AMPLIFICADOR OPERACIONAL
4. TECNICA O PROCEDIMIENTO
Parte 1.1
Diseñar un circuito para eliminar los errores debido a las corrientes de polarización.( IB+, IB-, IPOL).
Consultar guía del fabricante del Amp. Op. LM741.
Parte 1.2
Diseñar un circuito para eliminarlos errores debido a la desviación del voltaje de entrada (VI0),
considerando solamente la resistencia compensadora de corriente.
• Medir la corriente en las entrada inversoras y no inversoras
• Medir el voltaje de salida Vo
• Graficar el voltaje de salida Vo respecto al error
5. TIEMPO DE DURACIÓN DE LA PRÁCTICA
La práctica tendrá una duración de 90 Minutos.
6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS
Parte 1.1
Diseñar un circuito para eliminar los errores debido a las corrientes de polarización.
Parte 1.2
Diseñar un circuito para eliminarlos errores debido a la desviación del voltaje de entrada (VI0).
7. CUESTIONARIO
1. Que errores producen las corrientes de polarización en la salida del operacional?
2. Como afecta el funcionamiento del operacional el voltaje de desviación Vio

4
Practica Nº 2
RELACION DE RECHAZO EN MODO COMUN Y RAZON DE CAMBIO DE
El estudiante debe tener:
• Conocimientos básicos del funcionamiento y polarización de amplificadores operaciones
reales y problemas de ruido
• La conceptualización de lo operacionales ideales para aproximaciones en sus cálculos.
2. COMPETENCIAS
• Conocerá las características de los Amp. Op. en modo de rechazo común.
• Conocerá los rangos máximos de trabajo de un amplificador operacional.
es de 10 grupos
2 Generador de Señal 1 pza
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 1 pza

5
Practica Nº 2
RELACION DE RECHAZO EN MODO COMUN Y RAZON DE CAMBIO DE
Parte 2.1
Diseñar un circuito usando el LM741 para determinar el rechazo en modo común (CMRR) de un
amplificador operacional de uso general.
Comparar con el CMRR de la guía del fabricante.
Parte 2.2
• Diseñar un circuito usando el LM741 para determinar la Razón de cambio en (SR) de un
amplificador operacional de uso general.
• Comparar con el SR de la guía del fabricante.
Parte 2.1
Diseñar un circuito usando el LM741 para determinar el rechazo en modo común (CMRR).
Parte 2.2
Diseñar un circuito usando el LM741 para determinar Razón de cambio en (SR)
7. CUESTIONARIO
1. Como deben ser las entradas en las patitas inversora y no inversora para determinar el rechazo
en modo en común.
2. En base a qué elementos y donde demos colocarlos para poder disminuir el CMRR en los
amplificadores operacionales.

6
Practica Nº 3
FUNCIONAMIENTO PARA AC DE UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Conocimientos básicos del funcionamiento y polarización de amplificadores operaciones reales.
• Conocimiento de aproximaciones de un amplificador real por un amplificador ideal
2. COMPETENCIAS
• Calculara el ancho de banda de ganancia unitaria si conoce el tiempo de subida y
viceversa.
• Calculara la ganancia de lazo abierto de un amplificador operacional para cualquier
frecuencia si conoce el ancho de banda unitaria.
• Conocerá y medirá el tiempo de subida.
• Dimensionara e instalara un capacitor compensador de frecuencia en un amplificador
operacional, si no está compensado internamente como el LM741.
3. MATERIAL, INSUMOS Y EQUIPOS
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 1 pza

7
Practica Nº 3
FUNCIONAMIENTO PARA AC DE UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Parte 3.1
Diseñar un circuito no inversor con una Ganancia de 2 y un ancho de banda de 500 KHz.
Además determine el pico máximo y el voltaje de salida sin distorsión a 100KHz. Si la señal de
entrada es una onda senoidal de amplitud 5V pico.
Parte 3.1
Diseñar un circuito no inversor con una Ganancia de 2 y un ancho de banda de 500 KHz.
7. CUESTIONARIO
1. Explique para que se realiza una compensación en frecuencia en un AOP.
2. Explique la diferencia de un circuito inversor a otro no inversor

8
Practica Nº 4
APLICACIONES CON AMPLIFICADORES
OPERACIONALES
El estudiante debe tener:
• Conocimiento polarización de amplificadores operaciones reales.
• También debe tener la conocimiento de las aplicaciones posibles con AOP’s.
2. COMPETENCIAS
• Calculara los elementos para diseñar un Amp. Op. que satisfaga cierta especificación de
resistencia de entrada y de ganancia.
• Calculara y construirá un sumador inversor o no inversor de señales y un mezclador de
audio.
• Utilizará de un seguidor de voltaje para crear una fuente ideal de voltaje.
• Utilizará circuitos con Amp. Op. para sumar voltajes de cd a un voltaje de ca.
• Calculara y construirá un restador de señales.
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 1 pza
3 Resistencias de de 10 KΩ 6 pza

9
Practica Nº 4
APLICACIONES CON AMPLIFICADORES
OPERACIONALES
Parte 4.1
Diseñar un circuito con Amplificadores Operacionales (Sumador) para obtener un Vo de -4V
contando con entradas de 2V, 3V y 1V. (Sugerencia: utilizar resistencias de 10K).
Parte 4.2
Diseñar un circuito con Amp. Op. Restador (sustractor), si nuestras entradas son 3V y 2 V,
verificar que se cumpla la condición propia de dicho circuito.
Parte 4.1
Diseñar un circuito con Amplificadores Operacionales (Sumador).
Parte 4.2
Diseñar un circuito con Amp. Op. Restador (sustractor).
7. CUESTIONARIO
1. Explique la utilidad de las distintas aplicaciones a casos reales.
2. Mencione las desventajas de la utilización del AOP 741 respecto a otros AOP’s

10
Practica Nº 5
APLICACIONES CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES NO LINEALES
• El estudiante deberá tener conocimientos de generadores de señal
• Conocimientos de temporizadores
• Conocimientos de Señales aleatorias a las generadas
2. COMPETENCIAS
• Calculara los elementos para diseñar un circuito detector de cruce por cero y graficar la curva
característica.
• Conocerá los efectos del ruido sobre una señal y como pueden ser manejados con lo que se
llama histéresis que nos da un parámetro de medida para la inmunidad al ruido.
• Dimensionara los elementos necesarios para diseñar un multivibrador de oscilación libre
calculando la frecuencia de oscilación.
• Mostrará cómo se deben conectar dos amplificadores operacionales, tres resistencias y un
capacitor para formar un generador de onda triangular/cuadrada económico.
• Demostrara las desventajas de un generador de onda triangular unipolar.
4.
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 1 pza
3 Resistencias de de 1 KΩ 1 pza

11
Practica Nº 5
APLICACIONES CON AMPLIFICADORES OPERACIONALES NO LINEALES
Parte 5.1
Diseñar un circuito con Amp.Op. Que trabaje como un detector de cruce por cero. Observar su
comportamiento en el osciloscopio a una entrada senoidal, triangular y cuadrada.
Parte 5.1
Diseñar un circuito con Amp.Op. Que trabaje como un detector de cruce por cero.
7. CUESTIONARIO
1. Explique cuál de los AOP’s utilizados es más precisos.
2. Explique la diferencia de la utilización del LM311 y el LM741 como comparadores.

12
Practica Nº 6
APLICACIONES DE AMPLIFICADORES OPERACIONALES CON DIODOS
• Conocimientos básicos del funcionamiento y polarización de amplificadores operaciones
reales con diodos.
• También debe el estudiante debe tener los conceptos claros sobre rectificadores.
2. COMPETENCIAS
El estudiante:
• Calculara los elementos para diseñar un circuito rectificador de media onda de precisión.
• Explicará la operación de un circuito rectificador de media onda.
• Mostrará el flujo de corriente y los voltajes del circuito del rectificador de media onda de precisión
para entradas positivas y negativas.
• Analizara y explicara la operación de un circuito rectificador de onda completa.
• Analizara y mostrara el flujo de corriente y los voltajes del circuito del rectificador de Onda
completa de precisión para entradas positivas y negativas.
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 1N4001 Diodo de rectificacion 4 pza
3 LM741 1 pza
4 Resistencias de 5.1 KΩ 1 pza

13
Practica Nº 6
APLICACIONES DE AMPLIFICADORES OPERACIONALES CON DIODOS
Parte 6.1
Diseñar un circuito con Amp.Op. que trabaje como un rectificador de media onda, además
comparar con la salida de un rectificador de media onda común (solo con R’s y diodos) y
determinar el porcentaje de mejora que se tiene y graficar el comportamiento de los mismos).
Parte 6.2
Diseñar un circuito con Amp.Op. que trabajo como un rectificador de onda completa (salida
positiva y negativa), además comparar con la salida de un rectificador de onda completa común
y determinar el porcentaje de mejora que se tiene y graficar el comportamiento de los mismos.
Parte 6.1
Diseñar un circuito con Amp.Op. que trabaje como un rectificador de media onda.
Parte 6.2
Diseñar un circuito con Amp.Op. que trabajo como un rectificador de onda completa.
7. CUESTIONARIO
1. Explique los valores obtenidos de la onda de salida del rectificador de media onda.
2. mencionar las diferencias de un rectificador normal y uno con AOP’s.

14
Practica Nº 7
OSCILADORES PUENTE DE WIEN
• El estudiante deberá tener conocimientos teóricos de osciladores
• Conocimientos de manejo de realimentación positiva
2. COMPETENCIAS
El estudiante:
• Calculara los elementos para diseñar un circuito oscilador en puente.
• Explicará el funcionamiento del circuito oscilador.
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 1 pza

15
Practica Nº 7
OSCILADORES PUENTE DE WIEN
Parte 7.1
Diseñar un circuito con Amp. Op. que trabaje como un Oscilador puente de WIEN, para
frecuencias de 10 KHz.
Parte 7.1
Diseñar un Oscilador puente de WIEN.
7. CUESTIONARIO
1. Explique los valores de corrientes y voltaje que se generan en el Oscilador de WIEN.
2. Determine una utilidad real en la cual se aplique el oscilador de WIEN.

16
PRACTICA Nº 8
FILTROS DE PRIMER ORDEN
El estudiante debe:
• Conocer de manera teórica configuración de filtros
• Conocer la diferencia de los distintos tipos de filtros existentes
2. COMPETENCIAS
El estudiante:
- Conoce las técnicas de acondicionamiento de diferentes señales obtenidas mediante
tratamiento con filtros y su relación con el campo de trabajo del profesional.
- Conoce y diseña cada una de las etapas de un filtro de señales en instrumentación, a través de
la resolución de problemas en el campo de trabajo del profesional.
- Conoce y diseña diferentes tipos de filtros para diversas señales, a través de la resolución de
problemas y su relación con el campo de trabajo del profesional.
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 (de acuerdo al diseño) # pza
5 Capacitores de 10 µF 3 pza

17
PRACTICA Nº 8
FILTROS DE PRIMER ORDEN
Parte 8.1
Diseñar e implementar un filtro pasa bajos que cumpla los siguientes requisitos, ganancia cd 10
Frecuencia de paso de 100 Hz.
Parte 8.2
Diseñar e implementar un filtro pasa banda que cumpla los siguientes requisitos, ganancia de 10 a
frecuencia de 100 Hz a 1000 Hz.
5. TIEMPO DE DURACIÓN DE LA PRÁCTICA.
Parte 8.1
Verificar la ganancia de 10 a una frecuencia de paso de 100 Hz.
Parte 8.2
Verificar un filtro pasa banda con ganancia de 10 a frecuencia de 100 Hz a 1000 Hz.
7. CUESTIONARIO
1. Cual es rango de precisión de los filtros pasa bajos en función al cálculo teórico.
2. Cual es rango de precisión de los filtros pasa altos en función al cálculo teórico.
4. A que refiere la curva de 3 dB.

18
PRACTICA Nº 9
FILTROS DE ORDEN SUPERIOR
- El estudiante deberá tener conocimientos de amplificadores operacionales.
- Conocimiento de análisis de frecuencia.
- Conocimiento de circuitos RC.
2. COMPETENCIAS
- Conocerá las técnicas de acondicionamiento de diferentes señales obtenidas mediante
tratamiento con filtros.
- Conocerá y diseñara cada una de las etapas de un filtro de señales en instrumentación.
- Conocerá las técnicas de diseño de filtros pasa bajas y altas.
- Conocerá y diseñar diferentes tipos de filtros para diversas señales.
- Conocerá las técnicas de diseño de filtros pasa bandas.
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 LM741 3 pza
5 Capacitores de 4.7 µF 8 pza

19
PRACTICA Nº 9
FILTROS DE ORDEN SUPERIOR
Parte 9.1
Diseñar e implementar un filtro Chebyshev que cumpla los siguientes requisitos:
Ap =3 dB, As= 80 dB, fp= 200 Hz, fs= 50 Hz.
Parte 9.2
Diseñar e implementar un filtro Butterworth pasa banda que cumpla los siguientes requisitos,
etapa pasa baja: Ap =3 dB, As= 30 dB, fp= 4 kHz, fs= 8 kHz. Etapa pasa alta: Ap =3 dB, As= 30
dB, fp= 600Hz, fs= 300 Hz.
Parte 9.1
Verificar un filtro Chebyshev que cumpla los siguientes requisitos:
Ap =3 dB, As= 80 dB, fp= 200 Hz, fs= 50 Hz.
Parte 9.2
Verificar un filtro butterworth pasa banda que cumpla los siguientes requisitos, etapa pasa baja:
Ap=3 dB, As= 30 dB, fp= 4 kHz, fs= 8 kHz; etapa pasa altas: Ap =3 dB As= 30 dB, fp= 600 Hz, fs=
300 Hz.
7. CUESTIONARIO
2. Cual es rango de precisión de los filtros pasa altos en función al cálculo teórico.
4. Comparar la precisión de los filtros diseños en esta práctica con la precisión de los filtros de la
anterior práctica de laboratorio.

20
PRACTICA Nº 10
SENSOR DE TEMPERATURA Y MICROCONTROLADOR
- Conocimientos de instrumentación y técnicas de medición de temperatura.
- Conocimiento del principio de transducción de sensores de temperatura.
2. COMPETENCIAS
- Entiende la forma en que trabaja un sensor de temperatura a diferentes temperaturas.
- Maneja y configurara los diferentes sensores de temperatura integrados con los que se cuenta
en Laboratorio.
- Realiza un interfaz entre los sensores de temperatura y un microcontrolador.
1 Fuente de poder 1 pza La práctica es para 1
es de 10 grupos
INSUMOS
1 Bread Board 1 pza
es de 10 grupos
2 Termómetro 1 pza
3 RTD – Pt100 1 pza
4 LM35 1 pza
5 AD620 1 pza
6 Potenciómetro (1k) 2 pza
7 OP AMP (LM358 o equivalente) 1 pza
8 Resistencia 2.4k 1 pza
9 Resistencia 2.7k 1 pza
10 Arduino UNO 1 pza
11 Cable USB para Arduino 1 pza
12 Pistola de calor 1 pza

21
PRACTICA Nº 10
SENSOR DE TEMPERATURA Y MICROCONTROLADOR
Parte 10.1
Implementar y configurar el sensor de temperatura RTD Pt100 en una configuración de 4 hilos y
realizar la medición mediante un lazo de corriente de 1 mA y un amplificador instrumental AD620,
con una resistencia de ganancia Rg = 2.7k. Leer el voltaje de salida del AD620 usando un
microcontrolador. Calcular la temperatura equivalente y mostrar el resultado por el puerto serial.
Realizar diferentes medidas de temperatura y comparar con el valor mostrado por un termómetro.
Parte 10.2
Implementar y configurar el sensor de temperatura integrado LM35. Utilizar la hoja de datos del
fabricante para conectar cada uno de los pines del integrado. Leer el voltaje de salida usando un
microcontrolador y mostrar la lectura por el puerto serial. Realizar diferentes medidas de
temperatura y comprobar con un termómetro.
6. MEDICIÓN, CÁLCULOS Y GRÁFICOS
Parte 10.1
Medir la corriente de alimentación al Pt100, medir el voltaje de salida del AD620 y usando el valor
calculado de ganancia, leer los datos usando un microcontrolador y mostrar la temperatura por el
puerto serial. Comparar con la temperatura que muestra el termómetro.
Parte 10.2
Medir el voltaje entregado por el LM35, leer los datos usando un microcontrolador y mostrar la
temperatura por el puerto serial. Comparar con la temperatura que muestra el termómetro.
7. CUESTIONARIO
1. Como se realiza la medición de temperatura con las RTD.
2. Como se realiza la medición de temperatura con los sensores integrados (LM35).

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