PRUEBA DESARROLLO PRÁCTICO
MECATRÓNICA - CONSOLIDADO 01
Sección
Asignatura
Docente
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Apellidos : ………………………..…………………...
Nombres : …………………………………………….
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Duración: 60 min
Fecha
Instrucciones:
 Lee atentamente los ítems y responda según lo que considere correcto.
 Se califica procedimiento, orden y limpieza.
1. Del teorema de Shannon y la figura, marque lo incorrecto: (2 puntos)
a. La frecuencia de la señal f1 es 3/𝝿 Hz.
b. La frecuencia de muestreo para f1 y f3 debe ser mayor a 6 rad/s.
c. La frecuencia de f3 es el doble de la frecuencia de f1.
d. La frecuencia de muestreo para f2 debe superar los 2 rad/s.
ANOTACIONES: (a) La frecuencia de la señal f1 es 3/𝝿 Hz. - Esta declaración es incorrecta.
La frecuencia de f1 es 3 rad/s o 3/2𝝿 Hz, no 3/𝝿 Hz.
(c) La frecuencia de f3 es el doble de la frecuencia de f1. - Esta declaración es incorrecta.
Aunque la amplitud de f3 es el doble que la de f1, la frecuencia (determinada por el coeficiente
del término t) es la misma.
2. Del diagrama de bloques de la figura, marque lo incorrecto. (2 puntos)
a. Es el sistema de control de un sistema mecatrónico.
b. El flotador y la palanca conforman el elemento de medición de altura del nivel
del agua en el tanque.
c. La unidad de control genera una señal para el actuador, flujo de entrada del
agua.
d. El flotador controla el flujo de salida que es la variable a ser controlada en el
sistema mecatrónico.
3.
a.
b.
c.
d.
Respecto al circuito electrónico de la figura, marque lo incorrecto. (2 puntos)
Es un circuito no inversor con OPAMP cuya ganancia es 5.
Si la tensión pico de entrada es 10 mV, la tensión pico de salida es 50 mV.
La ganancia se da por la relación R2/R1.
La alimentación del OPAMP debe superar los niveles de tensión de salida.
4. Escriba la expresión para Vo. (2 puntos)
𝐞𝐜𝐮𝐚𝐜𝐢𝐨𝐧 𝐝𝐞 𝐧𝐨𝐝𝐨 𝐞𝐧 "o":
𝒗𝒐 =
𝟎 − 𝒗𝟏 𝟎 − 𝒗𝟐 𝟎 − 𝒗𝟑 𝟎 − 𝒗𝒐
+
+
+
=𝟎
𝑹𝟏
𝑹𝟐
𝑹𝟑
𝟏/𝟏/𝒔𝒄
𝟏 𝒗𝟏 𝒗𝟐 𝒗𝟑
𝟏
[
+
+
] = [∫ 𝒗𝟏. 𝒅𝒕 + ∫ 𝒗𝟐. 𝒅𝒕 + ∫ 𝒗𝟑. 𝒅𝒕]
𝒔𝒄 𝑹𝟏 𝑹𝟐 𝑹𝟑
𝒄
𝒗𝒐 =
𝟏
[∫ 𝒗𝟏. 𝒅𝒕 + ∫ 𝒗𝟐. 𝒅𝒕 + ∫ 𝒗𝟑. 𝒅𝒕]
𝒄
5. Mediante cálculo, determine el voltaje de salida Vo de la figura, cuyos
resistores sonRf = 470 k𝗇, R1 = 4.3 k𝗇, R2 = 33 k𝗇, y R3 = 33 k𝗇, para una
entrada Vi = 80 uV. (4 puntos)
Ganancias:
𝑨𝟏 = 𝟏 +
𝑹𝒇
𝟒𝟕𝟎
=𝟏+
= 𝟏𝟏𝟎. 𝟑
𝑹𝟏
𝟒. 𝟑
𝑨𝟐 = −
𝑹𝒇
𝟒𝟕𝟎
=−
= −𝟏𝟒. 𝟐𝟒
𝑹𝟐
𝟑𝟑
𝑨𝟑 = −
𝑹𝒇
𝟒𝟕𝟎
=−
= −𝟏𝟒. 𝟐𝟒
𝑹𝟑
𝟑𝟑
𝒈𝒂𝒏𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍: 𝑨 = 𝑨𝟏 ∗ 𝑨𝟐 ∗ 𝑨𝟑 = 𝟏𝟏𝟎. 𝟑 ∗ −𝟏𝟒. 𝟐𝟒 ∗ −𝟏𝟒. 𝟐𝟒
𝑨 = 𝟐𝟐𝟑𝟕𝟑. 𝟗𝟖𝟓
𝑽𝒐 = 𝑨 ∗ 𝑽𝒊 = 𝟐𝟐𝟑𝟕𝟑. 𝟗𝟖𝟓 ∗ 𝟖𝟎 ∗ 𝟏𝟎−𝟔 = 𝟏. 𝟕𝟗
𝑽𝒐 = 𝟏. 𝟕𝟗
6. Mediante simulación y cálculo, determine el intervalo de ganancia del
circuitoamplificador. (4 puntos)
I.
Calculo.
𝟎. 𝟓 − 𝟎 𝟎. 𝟓 − 𝑽𝒐
+
=𝟎
𝟐𝟎
𝟐𝟎𝟎
𝑽𝒐 = 𝟓. 𝟓 𝑽
𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝒅𝒆 𝒏𝒐𝒅𝒐 𝒆𝒏 "1" :
II.
Simulación.
7. Mediante simulación y cálculo, determine Vo. Además, explique la función de cada
OPAMP en el circuito. (4 puntos)
I.
Calculo:
Ganancias:
𝑨𝟏 = (𝟏 +
𝟒𝟎𝟎
) = 𝟐𝟏
𝟐𝟎
;
𝑨𝟐 = 𝟏
𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎
𝑨𝟑 = − (
∗ 𝑨𝟏 +
∗ 𝑨𝟐) = −(𝟓 ∗ 𝟐𝟏 + 𝟏𝟎 ∗ 𝟏) = −𝟏𝟏𝟓
𝟐𝟎
𝟏𝟎
𝑽𝒐 = 𝑨𝟑 ∗ 𝑽𝒊 = −𝟏𝟏𝟓 ∗ 𝟎. 𝟏 = −𝟏𝟏. 𝟓 𝑽
𝑽𝒐 = −𝟏𝟏. 𝟓 𝑽
II.
Descripción de los amplificadores operacionales.



Amplificador operacional “1”: es un amplificador no inversor, multiplica la
ganancia de forma constante.
Amplificador operacional “2”: es un amplificador seguidor unitario,
proporciona una ganancia unitaria sin inversión de polaridad.
Amplificador operacional “3”: es un amplificador sumador, permite sumar
algebraicamente los voltajes de entrada.
III.
Simulación: