TP10 "Fuentes Integradas Reguladas"

Introduccion Teorica:
Una fuente regulada de tension utiliza una realimentacion negativa que detecta de un modo instantaneo las variaciones de tension de salida. actuando como control que las corrige automaticamente.
La regulacion puede ser serie o paralelo:

Regulacion Serie:
Una fracción de la tensión de salida, m V_s, es comparada con una tensión de referencia V_R.La diferencia de las dos es amplificada por el amplificador de error y aplicada al control.
Si V_R = m V_s => El control no actúa.
Si V_R <>s => El control debe conducir menos para disminuir la tensión a la salida.Si V_R > m V_s => El control debe conducir más para aumentar la tensión a la salida

Regulacion Paralelo: En este montaje, el control trabaja en corriente (la regulacion serie lo hace en tension), siendo Rs la encargada de producir la caida de tension necesaria.
El comparador compara una fraccion de la tension de salida, m Vs, con una tension de referencia VR. La diferencia entre estas dos es amplificada por el amplificador de error y aplicada al control.
Si V_R = m V_s => El control no actúa.
Si V_R > m V_s => El control debe conducir menos, para, al drenar menos corriente por R_S, disminuir la caída de tensión en ésta y aumentar la de salida.
Si V_R <>s => El control debe conducir más para, al drenar más corriente por R_s, aumentar la caída en ésta y disminuir la salida.
Consideraciones con la tensión de salida

A.- Tensión mínima de salida. Vsmín = VR
No se puede bajar de este valor, por lo que, si se quieren obtener pequeñas tensiones de salida, es preciso utilizar zeners de baja tensión.
B.-Tensión máxima de salida. Vsmáx = Ve
En este punto se pierde la regulación, por lo que no es aconsejable acercarse a él.
Conviene que la tensión de entrada sea bastante mayor que la de salida deseada. Ahora bien, si la de salida es variable (por medio del potenciómetro del elemento de muestra), cuando a la salida está presenta la tensión mínima (V_R), V_CE alcanzará valores elevados, lo que habrá que prever a fin de evitar la destrucción del transistor. Habrá que contar con el caso peor, en que V_s = V_R y I_s = máxima.
En este caso; V_CE = V_e - V_R y la potencia disipada por el control P = V_CE . I_smáx.

Circuito Completo:
Un circuito elemental basado en los elementos explicados en los puntos anteriores sería:Observar que hemos colocado en el elemento de control un transistor más ( el T₃) montado con el T₂ en Darlington, de esa manera aumentamos la eficiencia del elemento de control al aumentar la b correspondiente.

Proteccion contra cortocircuitos:
En la fuente regulada en serie, un cortocircuito es fatal para el transistor de control, ya que tiene que soportar toda la corriente de cortocircuito.
No es así en la fuente regulada en paralelo, en la que al producirse un corto y quedar la tensión de salida a cero, todos los elementos quedan sin polarización. En este caso, es la resistencia serie, Rs, la que soporta toda la corriente.

En las fuentes reguladas en serie es conveniente añadir, pues, un elemento de protección contra cortocircuitos, que desconecte el control cuando se produzca alguno. Los dos tipos más usados son:

En ambos casos, cuando la corriente de slida excede de cierto valor, los diodos conducen en un caso o el transistor conmuta en el otro, saturándose y drenando la corriente de base del transistor de control, que queda sin polarización y, por tanto, desconectado.

Actividades:

1) Armar el siguiente ciurcuito

2) Varia la tensión de entrada entre 4 y 10 volts y registra para cada valor la tensión de salida en una tabla. Dibuja Vo (Vi)

Responde el siguiente cuestionario:

a. ¿A parir de que valor de tensión de entrada el circuito regula?

A partir de 6,5v

b. ¿Qué es la tensión drop-out?

Es la diferencia entre la Vi y la Vo

c. Esta tensión, ¿es la misma para todas las fuentes reguladas integradas?

No, depende de cada integrado

d. Investiga e informa por lo menos tres fuentes reguladas integradas que mejoren el valor de drop-out del 7805. Para este punto deberás crear un cuadro comparativo señalando: Tensión de drop-out, Máxima tensión de entrada, costo aproximado y proveedor en el pais.

3) Aumenta gradualmente la carga, utilizando cuatro resistores de 150 Ohms. Mide la tensión de drop-out la tensión de salida y la corriente por la carga. Construye una tabla que contendrá los valores medidos. Calculá en cada caso las potencias disipadas por el integrado y por la carga, agregándolas a la tabla.

4) Graficá tensión de salida en función de la carga

5) En un mismo gráfico representá la potencia disipada por el integrado y la disipada por la carga en función de la resistencia de carga.

6) Determiná y justifica cuál debería ser la tensión de entrada al integrado.

TP 9 Sistemas Secuenciales

Introduccion Teorica
en los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno. El sistema secuencial más simple es el biestable, de los cuales, el de tipo cerrojo es el más utilizado actualmente.
La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de reloj. A éstos se los denomina "sincrónicos", a diferencia de los "asincrónicos" que son aquellos que no son controlados por señales de reloj.
Los principales sistemas secuenciales que pueden encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas programados:
-Contador
-Registros

En todo sistema secuencial nos encontraremos con:
a) Un conjunto finito, n, de variables de entrada (X1, X2,..., Xn).
b) Un conjunto finito, m, de estados internos, de aquí que los estados secuenciales también sean denominados autómatas finitos. Estos estados proporcionarán m variables internas (Y1,Y2,..., Ym).
c) Un conjunto finito, p, de funciones de salida (Z1, Z2,..., Zp).

Dependiendo de como se obtengan las funciones de salida, Z, los sistemas secuenciales pueden tener dos estructuras como las que se observan el la siguiente figura, denominadas autómata de Moore, a), y autómata de Mealy, b).



Actividades:

1) Usando las hojas de datos de los circuitos integrados CD 4510 y CD 4013, diseña un contador que cumpla con las siguientes presentaciones:

a. La cuenta debe mostrarse en un display de 7 segmentos. Podrás usar el módulo desarrollado en el TP1.

b. El sistema deberá tener un Start-Up-Reset.

c. Miediante dos pulsadores (no llaves) deberás controlar la cuenta y su sentido en modo toggle.

2) Dibuja el esquemático del diseño.

3)Previo al armado, verificar el funcionamiento del sistema en un simulador.

4)Depurá el diseño, dibujando nuevamente el esquemático sin errores.

5) Presentá el circuito armado y funcionando.

Conclusiones: En el diseño del contador tuvimos que utilizar circuitos con los que ya habiamos trabajado como los monoestables funcionando como antirrebotes y otros circuitos nuevos como el toggle armado con el integrado 4013.
El circuito no es muy costoso ni dificil de armar aunque se presentaron algunos inconvenientes que supimos solucionar. Este es un circuito muy util como contador.