martes, 18 de noviembre de 2014

Electrónica (parte II)

1.- ¿Qué es un circuito integrado?

Es un dispositivo electronico en el que cientos, miles e incluso millones de componentes discretos (transistores, resistencias, capacotores, diodos, etc.) trabajan armonicamente dentro de una pastilla a la que se le conoce con el nombre de chip. Los circuitos integrados son la base fundamental del desarrollo de la electrónica en la actualidad, debido a la tendencia a facilitar y economizar las tareas del hombre. 

Los circuitos cuyos componentes realizan operaciones análogas a las que indican los operadores lógicos se llaman "Circuitos Lógicos" o "circuitos digitales". Los Circuitos Lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO) y otras combinaciones muy complejas de los circuitos antes mencionados.
 

2.- ¿Qué es un circuito integrado lineal?

Los que admiten para la entrada un rango de señales dentro del cual se pueden tomar infinitos valores válidos, al igual que sucede en la salida.

3.-  Ejemplo de circuitos integrados lineales digitales.

Comparadores, convertidores DA, de interfase, temporizadores, osciladores controlados por voltaje (VCO), lazos de seguimiento de fase (PPL’s).

4.- ¿Como se clasifican los circuitos integrados?

Conforme al tipo de señal que emplean. Digitales y Lineales.

5.- ¿Como funcionan los circuitos integrados digitales?

Manejan señales discretas en forma de pulsos. Bajo este concepto, la existencia de un pulso representa el numero 1 y su ausencia el 0.

6.- ¿Qué es un circuito comparador?

Permite la entrada de voltajes lineales y proporciona una salida digital que indica cuando una entrada es menor o mayor que la segunda.  Es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar dos señales de entrada y variar la salida en función de cuál es mayor. En un circuito electrónico, se llama comparador a un amplificador operacional en lazo abierto (sin realimentación entre su salida y su entrada) y suele usarse para comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia.

Como todo amplificador operacional, un comparador estará alimentado por dos fuentes de corriente contínua (+Vcc, -Vcc). El comparador hace que, si la tensión de entrada en el borne positivo (V1) es mayor que la tensión conectada al borne negativo (V2), la salida (Vout) será igual a +Vcc. En caso contrario, la salida tendrá una tensión -Vcc. Lo podemos resumir de la siguiente manera:

si V1 > V2 => (V1-V2) > 0 => Vout = +Vcc.

si V1 < V2 => (V1-V2) < 0 => Vout = -Vcc.


Un comparador es un circuito analógico que monitorea dos entradas de voltaje. Uno es llamado voltaje de referencia (Vref) y el otro voltaje de entrada (Vin). Cuando Vin se incrementa por encima o se reduce por debajo de Vref, la salida (Vout) del comparador cambia de estado entre bajo y alto . Los comparadores son circuitos no lineales que, como su nombre indica, sirven para comparar dos señales (una de las cuales generalmente es una tensión de referencia) y determinar cuál de ellas es mayor o menor.

La tensión de salida tiene dos estados (binaria) y se comporta como un convertidor analógico-digital de 1 bit. Su utilización en las aplicaciones de generación de señal, detección, modulación de señal, etc, es muy importante y constituye un bloque analógico básico en muchos circuitos. La función del comparador es comparar dos tensiones obteniéndose como resultado una tensión alta (VOH) o baja (VOL).

7.- ¿Que es el comparador no inversor?

En este comparador la tensión de referencia se aplica a la entrada inversora, y la señal a detectar será aplicada a la entrada no inversora. La tensión de referencia puede ser positiva o negativa.

8.- ¿El comparador inversor?


En este comparador la tensión de referencia se aplica a la entrada no inversora, y la señal a detectar será aplicada a la entrada inversora. La tensión de referencia puede ser positiva o negativa.

9.- Menciona un beneficio que se obtiene al incorporar un comparador a un CI.

Conmutación mas rápida entre los dos niveles de salida.

10.- ¿Que es un convertidor de señal analógica a digital?


Es un dispositivo electrónico capaz de convertir una señal analógica de voltaje en una señal digital con un valor binario. Se utiliza en equipos electrónicos como computadora, grabadores de sonido y de vídeo, y equipos de telecomunicaciones. La señal analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo.

Un convertidor A/D toma un voltaje de entrada analógico y después de cierto tiempo produce un código de salida digital que representa la entrada analógica. El proceso de conversión A/D es generalmente más complejo y largo que el proceso D/A, y se han creado y utilizado muchos métodos.

11.- ¿Que es un convertidor de señal digital – analógico?

Básicamente, la conversión D/A es el proceso de tomar un valor representado en código digital (código binario directo o BCD) y convertirlo en un voltaje o corriente que sea proporcional al valor digital. Este voltaje o corriente es una cantidad analógica, ya que puede tomar diferentes valores de cierto intervalo.

12.- ¿Cuál es la diferencia entre un convertidor digital-analógico y uno analógico-digital?

Un convertidor Analógico-Digital, obtiene un valor digital que representa un voltaje analógico de entrada, mientras que un convertidor digital analógico convierte un valor digital de nuevo a un voltaje analógico.

13.- ¿Que es un Amplificador Operacional ?

Puede ser utilizado para determinar cual de dos señales en sus entradas es mayor. (se utiliza como comparador). Basta con que una de estas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea máxima, ya sea positiva (+Vsat) o negativa (-Vsat).

Se trata de un dispositivo electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia) El amplificador operacional es un dispositivo lineal de propósito general el cual tiene capacidad de manejo de señal desde f=0 Hz hasta una frecuencia definida por el fabricante; tiene además límites de señal que van desde el orden de los nV, hasta unas docenas de voltio (especificacion también definida por el fabricante). Los amplificadores operacionales se caracterizan por su entrada diferencial y una ganancia muy alta, generalmente mayor que 105 equivalentes a 100dB.

El Amplificador Operacional es un amplificador de alta ganancia directamente acoplado, que en general se alimenta con fuentes positivas y negativas, lo cual permite que tenga excursiones tanto por arriba como por debajo de tierra (o el punto de referencia que se considere). El nombre de Amplificador Operacional proviene de una de las utilidades básicas de este, como lo son realizar operaciones matemáticas en computadores analógicos (características operativas).

El Amplificador Operacional ideal se caracteriza por:

1. Resistencia de entrada,(Ren), tiende a infinito.
2. Resistencia de salida, (Ro), tiende a cero.
3. Ganancia de tensión de lazo abierto, (A), tiende a infinito
4. Ancho de banda (BW) tiende a infinito.
5. vo = 0 cuando v+ = v-


Originalmente los Amplificadores Operacionales se empleaban para operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división, integración, derivación, etc.) en calculadoras analógicas. De ahí su nombre.

El Amplificador Operacional ideal tiene una ganancia infinita, una impedancia de entrada infinita, un ancho de banda también infinito, una impedancia de salida nula, un tiempo de respuesta nulo y ningún ruido. Como la impedancia de entrada es infinita también se dice que las corrientes de entrada son cero.

Las primeras veces que se utilizaron los amplificadores operacionales fue en los computadores analógicos, hacia mediados del siglo XX e implementados con tubos de vacío. Realizaban sumas, diferencias, multiplicación, diferenciación e integración, y todo ello de forma analógica. De aquí se deriva su nombre “amplificador operacional”.

Las características principales de un operacional son:

1. La impedancia de entrada es muy alta, del orden de megohms.
2. La impedancia de salida Zout es muy baja, del orden de 1 ohm
3. Las entradas apenas drenan corriente, por lo que no suponen una carga.
4. La ganancia es muy alta, del orden de 10^5 y mayor.
5. En lazo cerrado, las entradas inversora y no inversora son prácticamente iguales.


14.- Circuitos básicos con operacionales

  1. Amplificador no inversor
  2. Amplificador inversor
  3. Buffer o seguidor
  4. Restador.
  5. Sumador
15.- Polarización DC para BJT

Los transistores tienen como función principal la amplificación de señales, para lograr este cometido deben ser polarizados adecuadamente mediante la aplicación de voltajes DC en sus uniones B-E y B-C. Esto se consigue a través de circuitos de polarización, los cuales garantizan que el transistor se encuentre ubicado en un punto sobre su "recta de carga" y en su zona activa.

Existen una gran variedad de circuitos de polarización, dentro de los cuales podemos identificar claramente cuatro tipos básicos:

a) circuito de polarización fija (corriente de base constante)
b) circuito de polarización estabilizada por emisor
c) circuito de polarización por divisor de voltaje ( tipo H o universal)
d) circuito de polarización por realimentación de colector



16. -Circuito de polarización fija

Este circuito es el mas sencillo de todos los circuitos de polarización. La resistencia Rc limita la corriente máxima que circula por el transistor cuando este se encuentra en saturación, mientras que la resistencia de base RB regula la cantidad de corriente que ingresa a la base del transistor (IB), la cual determina en que zona se polarizará el transistor (saturación, activa o corte).

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