Generador de onda triangular de precisión Diseño de ciruitos electrónicos (86.10) 4 de Octubre de 2019 1st Kevin Michalewicz 2st Ornella Pitiddu 3st Rosario Szuplat Padrón : 100978 Padrón : 100208 Padrón : 100798 Abstract—En el siguiente documento se presentan los resultados obtenidos en el diseño de un generador de onda triangular de presición. El mismo formará parte de la etapa de entrada de un amplificador clase D. Index Terms—generador de onda triangular, amplificador clase D I. I NTRODUCCI ÓN Los amplificadores clase D son caracterizados por su alta eficiencia energética. Idealmente alcanzan un rendimiento del 100%. En la etapa de entrada, la señal que ingresa se compara con una onda triangular de presición de alta frecuencia. A la salida del comparador, se genera una señal modulada por ancho de pulsos, también conocida como PWM, que luego ingresará a la etapa de lógica de control. Como primera parte para el diseño de dicho amplificador, se desea construir una onda triangular con una frecuencia aproximada de 150kHz. II. D ESARROLLO P REVIO En una primera instancia, para el diseño del generador se partió de la representación gráfica de la Figura 1. las resistencias R1 y R2 y la corriente impuesta por la fuente bajo las mismas, se establecen los valores de tensión en el terminal negativo del primer comparador y el terminal positivo del segundo. A dichos valores se los llamará Vmax y Vmin respectivamente. Al haber un corto entre la salida y el otro terminal de los comparadores, según el valor de tensión sobre el capacitor, los comparadores sacarán un 1 ó 0 lógico. Al conectar la salida de los comparadores a un Flip Flop SR, se encenderá alguna de las llaves que permiten circular corriente por las fuentes de corriente, que generarán la carga o descargar del capacitor. En una primera instancia, la tensión de salida es menor que Vmin , por lo que S=0 y R=1. Acorde a la tabla de la verdad del Flip Flop, Q=0 y Qneg=1. Al cerrarse la llave de la primera rama, como la fuente de arriba sensa la corriente de dicha rama, se encenderá esta también, cargando ası́ el capacitor. Comienza a aumentar la tensión de salida, hasta que supere Vmin y sea menor a Vmax . En este caso, S=0 y R=0. De acuerdo a la tabla de la verdad, la salida del Flip Flop no cambia, por lo que se seguirá cargando el capacitor. Cuando la tensión de la salida supere Vmax , S=1 y R=0, por lo que Q=1 y Qneg=0. Se abre la llave de la primera rama y se cierra la de la segunda, permitiendo la circulación de corriente solamente por la fuente de abajo, que genera una descarga sobre el capacitor. Comienza a disminuir la tensión de salida, y seguirá disminuyendo mientras S=0 y R=0. Cuando baje lo suficiente para que S=0 y R=1, se repite nuevamente el ciclo, generando una señal triangular periódica. III. D ESARROLLO DE CONTENIDOS A. Cálculos teóricos B. Simulaciones y Mediciones En las figuras 2a y 3a, se presentan los resultados de las simulaciones realizadas en LT-Spice. Las mismas se realizaron a partir del circuito de la figura ??. IV. C ONCLUSIONES Fig. 1: Esquematico inicial En primer lugar, se tendrá un circuito correspondiente que imponga una cierta polarización en función de la fuente de tensión Vsens . Luego, a partir de un sensado de corriente, las fuentes de corriente copiarán a la misma en caso de estar prendidas. Por otro lado, a partir de la tensión de referencia, que se copia del terminal positivo al negativo del operacional, V. R EFERENCIAS V(n001) 7.6V 7.2V 6.8V 6.4V 6.0V 5.6V 5.2V 4.8V 4.4V 4.0V 0µs 10µs 20µs --- 30µs 40µs 50µs 60µs 70µs 80µs 90µs C:\Users\Rochi\Desktop\FIUBA\Circuitos 2\tp\tp-c2.raw 100µs 110µs --- (a) Triangular obtenida por simulación. (b) Triangular medida. V(n001) 20dB 10dB 0dB -10dB -20dB -30dB -40dB -50dB -60dB -70dB -80dB -90dB -100dB -110dB -120dB 10KHz 100KHz --- 1MHz 10MHz C:\Users\Rochi\Desktop\FIUBA\Circuitos 2\tp\tp-c2.fft 100MHz --- (a) FFT de triangular simulada. (b) FFT de triangular medida. (a) Medición de la modulación que realiza la senoidal. (b) Medición de la modulación que realiza la senoidal.
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