Medición De Inductancia Y Capacitancia

Medición de inductancia y capacitancia

Para realizar mediciones de un inductor y un condensador se puede hacer mediante un circuito en común ya que ambos son parámetros en el cálculo de frecuencia. Así mismo, ambos componentes se transforman en su forma de impedancia. La siguiente ecuación permitirá trabajar con una variable conociendo el resto de los parámetros.

f=12π∙LC

Para la creación de un circuito funcional se puede utilizar un generador de frecuencia partiendo de un comparador de voltaje. De tal modo que fijando el valor de una de las variables y utilizando el componente de valor desconocido se generará una frecuencia “única” con la que se obtendría la incógnita restante, de ese modo obtener el valor buscado.

Puente de Maxwell

Se usa para la medida de inductancias, en función de un condensador conocido o viceversa siendo la relación de equilibrio: L/C = R2R4 = R1R3

Puente de Anderson

Una forma modificada de puente de Maxwell utilizada para la medida de inductancias en términos de capacitancia y resistencia. Dando como ventaja de que ambas condiciones son independientes. El puente posee una resistencia adicional R5. Las condiciones de equilibrio (que son independientes de la frecuencia) son:

Puente de Hay

Un circuito puente que se utiliza generalmente para la medida de inductancias en términos de capacitancia, resistencia y frecuencia. Se diferencia del puente de Maxwell en que el condensador se dispone en serie con su resistencia asociada.

Phase Locked-Loop (PLL)

Es un circuito realimentado que mantiene una diferencia de fase constante entre una señal de referencia y la salida de un oscilador. Un detector de fase compara la fase de la salida de un VCO, con la fase de una señal de referencia Fref. Un detector de fase provee como salida un pulso proporcional a la diferencia de fase. Este pulso es pasado a través de un filtro, que entrega una componente de corriente continua que es aplicada a la entrada del VCO, que cambiará su frecuencia y disminuirá la diferencia de fase con la referencia. Con esto se logrará que frecuencia y fase sean las mismas: fosc = fref y faseosc = faseref, de manera que frecuencia y fase del VCO y el generador de señal de referencia están enganchados.

Ws=KpKfs*Kv(s)1+KpKfsKvs;Kvs=Kvs

Ecuación 1. Función de transferencia general y “lineal” de un PLL

Voltaje Controlled Oscillator (VCO)

Es un dispositivo particular dentro de los principios de la técnica de modulación en frecuencia. En el sentido estricto no son moduladores de frecuencia de una onda portadora central, a veces también se les considera como convertidores de voltaje a frecuencia. En principio lo que se espera es tener una onda de salida en proporción a algún parámetro de voltaje de control .

Osciladores de base - común

Los VCOs basados en amplificadores de base - común era n bastante utilizados hasta hace pocos años, estos circuitos tienen relativamente alta eficacia y un decente pero limitado ancho de banda. El inconveniente principal de estos osciladores es su tendencia a cambiar la frecuencia con cualquier variación en la carga, reflejado en un tirón de frecuencia.

Oscilador de relajación (multivibradores acoplado en emisor)

Este tipo de VCO es el que más se utiliza en los diseños de CI, el circuito oscila al cargar y descargar continuamente un condensador entre dos niveles de voltaje. Se controla con un voltaje de control que suministra a corriente para cargar y descargar el condensador.

Otros arreglos son los de anillo y cuadratura. No obstante, el siguiente diseño es un tipo de VCO de alto rendimiento, está compuesto de un anillo oscilador de retraso variable, el centro de este VCO es un multiplicador y un divisor de frecuencia. Se alimenta de la señal central y aprovecha la naturaleza del oscilador cuadrático de anillo que genera signos a dos y cuatro tiempos respecto a la frecuencia central. El divisor toma una frecuencia central de la señal de entrada y a divide en múltiplos de 2,4 o 8, además el VCO utiliza un oscilador de anillo de 24 estados.

La Capacitancia es la propiedad de un capacitor de oponerse a toda variación de la tensión en el circuito eléctrico. Usted recordará que la resistencia es la oposición al flujo de la corriente eléctrica. También se define, a la Capacitancia como una propiedad de almacenar carga eléctrica entre dos conductores, aislados el uno del otro, cuando existe una diferencia de potencial entre ellos, como se observa en la figura siguiente, las dos placas actúan como conductores, mientras que el aire actúa como un aislante:

Así como un Resistor está diseñado para tener Resistencia, el Capacitor está diseñado para tener Capacitancia; mientras que los resistores se oponen al flujo de la corriente, los capacitores se oponen a cualquier cambio en el Tensión eléctrica; el Capacitor más pequeño capaz de acumular carga eléctrica se construye de dos placas y un aislante de aire llamado dieléctrico.

Los factores que determinan la Capacitancia de un Capacitor simple son: a) el área de la placas, b) la separación entre las placas y c) el material del dieléctrico; La Capacitancia es directamente proporcional al área de las placas y a la constante dieléctrica del material dieléctrico utilizado e inversamente proporcional a la distancia de separación de las placas, es decir: C = k A/ d = Faradios ; De ahí que si el área de las placas aumenta, con ello aumenta la Capacitancia; por el contrario, si la separación de las placas aumenta, disminuye la Capacitancia

De acuerdo a la fórmula C = k A / d, obtenemos

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