Memòria1 (2015)

Pràctica Catalán
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ingeniería Telemática - 2º curso
Asignatura Fise
Año del apunte 2015
Páginas 16
Fecha de subida 05/04/2016
Descargas 6
Subido por

Vista previa del texto

Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 PRÀCTICA 1 - SESSIÓ 1 Exercici 1. Resposta Temporal Exercici1.1: Quin guany i desfasament hi ha entre els senyals d’entrada i de sortida de l’etapa? El desfasament entre els senyals és de pi i el guany és de -1 Guany = Vout/Vin= -1 Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici1.2: Quines tensions es visualitzen als nodes d’entrada inversor i no inversor de l’AO? (Fes el zoom adequat per veure-les correctament).
Inversor = 19,25uV i el No inversor = 0V Exercici1.3: Representa els senyals de sortida i entrada de l’etapa simultàniament i comenta els resultats obtinguts.
El desfasament és de pi/2 Tenim un guany de -0.5. Apartir de 6.28us el senyal de sortida entra a la zona lineal (és queda igual).
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici 2. Saturació de la tensió de sortida (marges dinàmics) Exercici2.1: Quin guany i desfasament hi ha entre els senyals d’entrada i de sortida de l’etapa? Tenim el guany de -10. Guany=Vout/Vin= -10/1 = -10 i el desfasament de pi.
Exercici2.2: Quina forma té el senyal de sortida? Per què? El senyal Vout entra en saturació al arribar a ±15V ja que nostre amplificador operacional uA741 s’alimenta de un màxim de ±15V . ( No podem arribar a amplificar fins a 20 ja que l’alimentació de uA741 ens limita) Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici2.3: Quina tensió s’observa en el node d’entrada inversor de l’amplificador operacional? Es conserva el curtcircuit virtual durant tot el període del senyal ? Quan es perd? En la entrada no inversora tenim 0V i en Inversor 19,25uV.
No és conserva CV, és perd el curtcircuit virtual en la zona de saturació.
Exercici2.4: Quina és la màxima amplitud que pot tenir el senyal d’entrada de l’etapa sense produir distorsió en el senyal de sortida? Fes una simulació per comprovar la validesa del càlcul.
La màxima amplitud és de 15V, alimentat pel senyal sinusoïdal de 1.5V o bé canviar la resistencia per 7,5K i font d’alimentació amb 2V així tindrem guany de 7,5.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici 3. Errors en contínua Exercici3.1: A la representació simultània dels senyals d’entrada i sortida (representeu – VIN(t) i VOUT(t)), quin efecte s’aprecia? A què és degut? No tenim desfasament o millor dit esten en fase ja que hem corregit el signe de senyal d’entrada. I tenim un guany de aproximadament de -1.
Exercici3.2: Quin valor té el senyal de sortida? Té la sortida de 120uV.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici3.3: Quin valor té el senyal de sortida també per a la tensió d’entrada igual a 0V? En el senyal de sortida tenim aproximadament 1mV.
Exercici3.4: Quin valor té el senyal de sortida? En aquest cas tenim 0.83836mV a la sortida.
Exercici3.5: Justifiqueu els diferents resultats obtinguts en les qüestions 3.2, 3.3 i 3.4.
Al posar les resistencies més gran minimitzem l’error de sortida.
Exercici3.6: Quin valor té l’error de sortida? Per què? L’error de sortida té valor de 40uV. Aixó és degut a model real que té unes corrents internes.
(Al possar aquesta resistencia a la part no inversor reduim més errors quan posem font d’alimentació).
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici 4. Error en mode comú.
Exercici4.1: A què és degut que la sortida no sigui exactament la diferencia de les tensions d’entrada? És degut a la suma del polsos quadrats i de sinusoïdal que fan que el senyal arribi a la màxima amplitud de aprox 2,6mV i els senyals quadratis no passin de 2mV (que és la suma dels dos).
Exercici4.2: Quin és el guany de tensió diferencial (component quadrada de la tensió)? Guany de tensió diferencial és igual a 1.
Exercici4.3: Quin és el guany de tensió en mode comú (component sinusoïdal de la tensió)? (1+R1/R2)*(Vcm/CMRR)= 2*10/CMRR=6.3m.
Exercici4.4: En quant es pot estimar el CMRR de tota l’etapa restadora? El valor que ens donen estimat pel fabricant que és de 70dB pel uA741.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 PRÀCTICA 1. SESSIÓ 2 Exercici 5. Resposta freqüencial Fes l’anàlisi AC del circuit entre 1Hz i 10 MHz i representa el guany en dBs de la etapa amplificadora.
Qüestió 5.1: Quina amplada de banda a -3dB té l’etapa? L’ample de banda Band With a -2.9983dB és de 649.382KHz. El que ens dona a pensar que ha -3dB serà de 650KHz.
Qüestió 5.2: Quin guany i desfasament introdueix l’etapa per un senyal de 1KHz? El guany és G=1 per freqüencia 1KHz Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 El desfasament en graus de la etapa és de 180º.
Qüestió 5.2: A quina freqüència el desfasament entre senyal d’entrada i de sortida és de 90º? La freqüència amb desfasament de 90º és de f=868.83KHz Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici 6. Producte Guany-Ample de Banda (compromís entre Guany i Ample de Banda).
Exercici 6.1: Quins guanys i amplades de banda s’obtenen per a cada resistència? Quin és el producte guany-ample de banda en cada cas? Per la R=100 tenim 37 dB– 9.70kHz  A*BW= 100*9.7k=970k=CRRE Per la R=10 tenim 17dB – 92.65kHz  10*9.2k= 92k CRRE Per la R=1 tenim -3dB – 650kHz  1*650=650k = CRRE El guany ha de ser lineal en baixes freqüències i l’ampla de banda (BW) a -3dB ( la freqüencia que hem trobat abans) Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Qüestio 6.2: En el cas del guany donat per la R2 igual a 100kΩ, i atenent a l’amplitud de la font de tensió d’entrada, com estaria la tensió de sortida si fessis una simulació temporal? Perquè no apareix aquest efecte en la simulació del tipus AC? El senyal de sortida està desfasat 180º respecte el señal d’entrada, al estar mostrejant cada 5ms, es a dir, 200Hz, ens trobem en la zona lineal mostrada en l’apartat 6.1. Corresponent amb aquest desfasament.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici 7. Temps de Pujada Qüestió 7.1: Quins són el temps de pujada i de baixada de l’A.O. definits com el temps que triga la seva tensió de sortida en passar del 10 al 90 % del valor final? El temps de pujada és de 1us, tal com és pot veure a la gràfica.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Exercici 8. Slew-Rate Qüestió 8.1: Quin és l’efecte que predomina ara sobre el senyal de sortida? Quina és la màxima derivada del senyal de sortida (pots obtenir-la a partir del pendent d’un flanc d’aquest senyal)? El temps de pujada és més gran, 3us, el senyal està estirat.
La màxima derivada és de 483,8K.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Qüestió 8.1: Quin és l’efecte que predomina ara sobre el senyal de sortida? Quina és la màxima derivada del senyal de sortida (pots obtenir-la a partir del pendent d’un flanc d’aquest senyal)? A la pujada tenim 2,5s i a la baixada tenim 2,2s. El slew rate s’aproxima a un valor de 320Kv/s.
Qüestió 8.2: S’aprecia distorsió al senyal de sortida? No tenim distorció, perquè el senyal d’entrada té la mateixa amplitud (esta a una freqüència acceptada a slew rate del amplificador operacional).
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Qüestió 8.3: Tenen el senyals d’entrada i sortida les mateixes components freqüencials? Es pot deduir a partir de l’observació de la FFT del senyal de sortida que existeix distorsió? No tenim la matiexa transformada i tant hi ha distorció.
Qüestió 8.4: S’aprecia distorsió en l’observació d’un període del senyal de sortida? Podem veure una distorció en la pujada i baixada del senyal de sortida produida per slwe rate.
Pràctica 1- FISE Sundus Ishaque Sergi Novella 05/10/2015 Qüestió 8.5: Quin és el valor màxim que té el senyal de sortida derivat respecte al temps? Coincideix el valor anterior amb l’obtingut a la qüestió 8.1? Coincideix amb l’especificació del Slew-Rate de l’AO uA741? El valor máxim de senyal derivat arriba a valors de 480KV/s. En el datasheet ens dona valors de 500KV/s, que és un valor aproximat.
Qüestió 8.6: Quin resultat dóna la representació de la FFT comparada amb l’obtinguda en la qüestió 8.3? (no oblideu simular un número elevat de períodes).
Observem la resposta de FFT de 20KHz está atenuat davant a l’entrada, donat que pel valor de slwe rate. Per aixó, podem dir que a la freqüència de 20KHz està més distorcionat que la senyal de sortida respecte al exercici 8.3.
...