Acoplamiento capacitivo (práctica)

Practica 2 de laboratorio de electrónica II, se analiza un circuito RC, para comprender el funcionamiento del acoplamiento capacitivo.

1. 1
PR´ACTICA 2
ACOPLAMIENTO CAPACITIVO
Pablo Cruz Rodr´guez - 212356358
[email protected]
Docente: Eduardo Vel´azquez Mora
Materia: Laboratorio de Electr´onica II
Fecha: 10 de febrero de 2017, Ciclo: 2017A
Ingenier´a en Comunicaciones y Electr´onica
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenier´as
Universidad de Guadalajara
Resumen—En el siguiente reporte se da a conocer el proce-
dimiento de prueba, as´ como la simulaci´on de un circuito con
acoplamiento capacitivo, que forma parte de la pr´actica 2 del
Laboratorio de Electr´onica. la pr´actica se llev´o a cabo el d´a 02
de febrero de 2017.
I. OBJETIVOS
Observar las lecturas de voltaje AC y DC por medio de
medici´on, y compararlas con los mismos voltajes pero en
simulaci´on.
II. MARCOTE´ORICO
AC Por sus siglas en ingl´esAlternating Current, en
castellano Corriente Alterna, es la corriente el´ectrica
cuyo valor varia en funci´on del tiempo.
DC Por sus siglas en ingl´esDirect Current, en castellano
Corriente Directa, es la corriente el´ectrica cuyo
valor permanece constante en el tiempo.
Acoplamiento capacitivo se basa en la propiedad del capa-
citor de comportarse como corto circuito a frecuencias altas
y como circuito abierto a frecuencias bajas. De esta manera
se puede trabajar con corriente alterna y directa sin afectar la
forma de onda resultante.
III. ECUACIONES
XC=
1
2fC
(1)
GdB= 20 log
10
Vo
Vi
(2)
IV. DISE˜NO
El circuito que se implement´o fue el siguiente:
Figura 1.
1. Se calcula laZeq
Zi=R1jjR2 = 500
Zeq=XC=Zo+Zi= 550
2. Se calculaCcon la ecuaci´on N. 1
C=
1
2fXC
=
1
2(1000Hz)(550)
C= 289;373nF
3.Vien alterna.
Vi= 5V

(500j550)
(500j550) + 500

Vi= (4;77j0;227)V= (4;78V\2;73

)
4.Voen alterna.
Vo= 5V

500
(50 + 500j550)

Vo= (3;21V\45

)
5.Vien directa es 0V ya que el capacitor impide el paso
de corriente directa.

2. 2
6.Voen directa.
Vo= 12V

500
500 + 500

= 6V
7. Se analiz´o el circuito en el simulador QUCS, obteniendo
las gr´acas siguientes.
Figura 2. Gr´aca de voltajes en tiempo, se observa el desface de las se˜nales
alternas con respecto a la se˜nal de entrada E.Vicon2;73

yVocon45

adem´as del desplazamiento que provoca el voltaje DC.
8. Se simul´o el mismo circuito pero variando la frecuencia,
obteniendo la siguiente tabla de voltajes.
f (Hz)Vi(Vpp)Vo(Vpp)20 log
10
(Vo=Vi)(dB)
10 5 0.04 -41.9382002601613
20 5 0.1 -33.9794000867204
100 5 0.46 -20.7242434530889
200 4.98 0.9 -14.8597366664079
1000 4.78 3.22 -3.43144049832576
2000 4.64 4.02 -1.24583854940822
10k 4.56 4.32 -0.469621916990458
20k 4.56 4.38 -0.349814643206712
100k 4.54 4.5 -0.076866781635204
V. MATERIAL YEQUIPO UTILIZADO
Generador de funciones Tektronix AFG 3021B 25MHz.
Osciloscopio Tektronix TDS 2022C 200MHz.
Mult´metro Digital MU118
Protoboard 270 perforaciones.
2 Resistencias 1k
2 Capacitores: 224nF, 68nF
Cable para protoboard
VI. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA
1. Se mont´o f´sicamente el circuito basado en la Fig. 1.
los capacitores se colocaron en paralelo, ya que con
esta conguraci´on la capacitancia se suma, dando como
valor te´orico 292nF que ya esta cercano al valor que se
deseaba para el circuito.
Figura 3. Montaje f´sico del circuito.
2. Lectura en DC deVoyVicon el Mult´metro.
Figura 4. Medici´on en DC.Vo= 6;03VFigura 5. Medici´on en DC.Vi= 0;02V
3. Lectura de voltajes en AC con el osciloscopio.

3. 3
Figura 6. Medici´on en AC.Vo= 3;20V,Vi= 4;96V
4. De igual manera que en la simulaci´on, se extrajo
una lista de voltajes de entrada y salida a distintas
frecuencias.
f (Hz)Vi(Vpp)Vo(Vpp)20 log
10
(Vo=Vi)(dB)
10 5.2 0.12 -32.7364419517435
20 5.2 0.16 -30.2376672195775
100 5.2 0.44 -21.4510133429722
200 5.16 0.8 -16.1911942927054
1000 4.96 3.2 -3.80663396340583
2000 4.8 4.2 -1.15983893955373
10k 4.76 4.8 0.072685693101881
20k 4.72 4.8 0.145984774829988
100k 4.7 4.8 0.182867588797394
VII. RESULTADOS
Tabla de voltajes de entrada y salida, en AC y DC:
Medici´onC´alculo%"
ACVo3.20V 3.21V0.311526
ACVi4.96V 4.78V3.76569
DCVo6.03V 6V 0.05
DCVi0.02V 0V indenido
Gr´acas de ganancia en dB:
Figura 7. Gr´aca obtenida con GNU Octave en escala de frecuencias
logar´tmica
VIII. CONCLUSIONES
Esta pr´actica requiri´o de recordar conocimientos adquiridos
en circuitos el´ectricos para hacer el an´alisis en DC y AC.
El c´alculo no es muy detallado debido a que los datos
fueron procesados en la calculadora ti-nspire CX CAS, que
facilita mucho el trabajar con complejos tanto en su forma
polar como en rectangular y conversiones entre si. Hay que
mencionar que, es muy importante el poder calcular el´angulo
de desface que sufre la se˜nal debido a la reactancia capacitiva,
y eso se pudo observar tanto en la gr´aca de la simulaci´on
como en la medici´on con el osciloscopio.
Otro punto que hay que destacar de esta pr´actica es el
efecto que tiene el voltaje de DC enVo, ya que como se
vio en las gr´acas de voltaje en tiempo, la se˜nal de salida
esta desplazada del origen 6V en el ejeypositivo. Se debe
tener en cuenta que al trabajar con Vpp no se esta tomando
en cuenta tal efecto. Esto en principio fue confuso ya que el
simulador entrega Vp y pareciera que si se desea convertir
a Vpp solo hay que multiplicar por 2; sin embargo con
una se˜nal desplazada del origen, ya no es as´. Lo que se
hizo fue que al valor Vp se le rest´o los 6V de directa
presentes en Vo, y al resultado se multiplic´o por 2, de esta
forma es que se obtuvo la tabla de voltajes simulados a varias
frecuencias, que se muestra en el punto 8 de la secci´on Dise˜no.
En la tabla de resultados, al sacar el porcentaje de error
se present´o una divisi´on por cero, es por eso que se dej´o
indicado como indenido.
De la misma forma que para est´a pr´actica se requirieron
conocimientos de otras materias, sin duda lo aprendido aqu´
sera de gran apoyo para abordar los temas siguientes de este
mismo curso.
IX. BIBLIOGRAF´IA
-Robert, B., & Louis, N. (2009). Electr´onica, Teor´a de
Circuitos Electr´onicos.