SISTEMAS_ELECTRONICOS_PARA_INGENIERIA_BIOMEDICA

Laboratorio 4 de Sistemas Electrónicos

Segundo Semestre de 2025

Recursos del pañol

tipo descripcion cantidad   tipo descripcion valor cantidad
Instrumentos       Dispositivos      
  Osciloscopio 1     LM324   1
  Generador de señales 1     Resistencias (Ω)    
  Multímetro 1       10 k 3
  Fuente CC. 1       20 k 1
Implementos         Condensadores    
  Cable Banana-Caimán 2       $0.01 \mu F$ 2
  Sonda 2       $47 \mu F$ 1
Otros              
  Protoboard 1          
  cables, alicate, etc            

Procedimiento experimental e informe

Nota: Ante cualquier duda en el uso de los instrumentos, o las conexiones eléctricas, consulten al profesor.

Configuren la fuente CC para un voltaje de 12 V y una corriente maxima entre 0.2 y 0.5 A.

  1. Armen el circuito de la figura 1. Utilicen $R_X = 10\ k\Omega$ y $C_{bias}=47\ \mu F$.

    Figura 1: Divisor de voltaje

    1. Utilizando el osciloscopio, observen el valor de $V_{bias\_weak}$. Enciendan la fuente CC, anoten cuanto tiempo demora en estabilizarse y su valor en estado estacionario. ¿Como se compara con el valor teórico ? Ayuda: utilicen al menos 0.5 segundo por division en la escala horizontal. Ayuda2: Activen la opción roll en los osciloscopios que tienen ésta opción. (0.5 pt)

  2. Sin desarmar el circuito anterior, armen el circuito de la figura 2 para obtener la señal $V_{bias}$. Utilicen uno de los amplificadores operacionales del circuito integrado LM324. No olviden alimentar el LM324 (conectar $V_{CC}$ y tierra a sus pines 4 y 11, respectivamente).

    Figura 2: Buffer

    1. Enciendan la fuente CC, esperen que el circuito se estabilice y midan el valor de $V_{bias}$. ¿Cómo se compara con $V_{bias\_weak}$ ? (0.2 pt)

  3. Sin desarmar los circuitos anteriores, armen el circuito de la figura 3, utilizando un segundo amplificador del LM324. Noten que la señal de salida del buffer $V_{bias}$ Se conecta a $R_2$. Utilicen $C_1 = C_2 = 0.01\ \mu F$, $R_1 = 10\ k\Omega$ y $R_2 = 20\ k\Omega$. Conecten el generador de funciones a $v_i$ (no olviden conectar la tierra del generador a la tierra del circuito), y midan la señal $v_o$ con el osciloscopio.

    Figura 3: Filtro con topología Sallen-Key

    1. Configuren el generador de funciones para generar una señal sinusoidal, sin offset, con amplitud 1 V. Ajusten la frecuencia de $v_i$ a los valores indicados en la siguiente tabla, y midan la amplitud de $v_o$. (3.5 pt)

      frecuencia (Hz) frecuencia (rad/s) amplitud de $v_o$ (V) $A_V = \frac{amplitud(v_o)}{amplitud(v_i)}$
      100 ~628    
      316 ~1 985    
      1 000 ~6 280    
      3 160 ~19 850    
      10 000 ~62 800    
      31 600 ~198 500    
      100 000 ~628 000    

    2. Calculen el factor de amplificación de voltaje en cada caso $A_V = \frac{amplitud(v_o)}{amplitud(v_i)}$ (0.35pt)

    3. Observando los resultados en la tabla anterior, y la descripción de los tipos de filtros abajo, determinen qué tipo de filtro está implementado. (0.45pt)

      tipo de filtro forma de $A_V$ vs $frecuencia$
      filtro pasa-baja low_pass
      filtro pasa-alta high_pass
      filtro pasa-banda band_pass
      filtro rechaza-banda band_stop

    4. Observando los resultados, y considerando que la frecuencia de corte es la frecuencia en que $A_V = \frac{max(A_V)}{\sqrt{2}}$ ($A_V$ es el $A_V$ maximo dividido por $\sqrt{2}$), ¿dentro de que rango de frecuencias se encuentra la frecuencia de corte del filtro? (1pt)