Informe Previo 1 - Circuitos Temporizadores

qwertyuioasd!g"j#l$%&'() mqwertyuioasd!g"j#l$%&' ()mqwertyuioasd!g"j#l$% LABORATORIO C. DIGITALES &'()mqwertyuioasd!g"j#l II Experimento 1: Circuitos $%&'()mqwertyuioasd!g"j  Temporiz!ores  Temporiz!ores #l$%&'()mqwertyuioasd!g "j#l$%&'()mqwertyuioasd !g"j#l$%&'()mqwertyuioa sd!g"j#l$%&'()mqwertyuio asd!g"j#l$%&'()mqwertyu ioasd!g"j#l$%&'()mqwert yuioasd!g"j#l$%&'()mqwe rtyuioasd!g"j#l$%&'()mq wertyuioasd!g"j#l$%&'() mqwertyuioasd!g"j#l$%&' ()mqwertyuioasd!g"j#l$% &'()mqwertyuioasd!g"j#l $%&'()mqwertyuioasd!g"j Informe previo 1

Rojas Romero, Leo Joel Código: 12190166 2016 - I

Laboratorio de Circuitos Digitales II

UNMSM

C*+I./RI. R+I. 1) Analizar el funcionamiento interno del CI. LM555. Describir el uso de sus terminales.

Este Circuito Integrado (C.I.) es para los experimentadores y aficionados, un dispositivo barato con el cual pueden hacer muchos proyectos. Este temporizador es tan versátil ue se puede utilizar para modular una se!al en "mplitud #odulada (".#.). Está constituido por una combinaci$n de comparadores lineales, flip%flops (biestables digitales), transistor de descarga y excitador de salida.

Análisis del funcionamiento interno: Comparadores: Cuando la tensi$n umbral aplicado a la patilla & (entrada no inversora) aduiera un nivel superior a los ' del nivel *cc de la tensi$n de referencia en el comparador superior, este cambiara su estado pasado la salida a +*sat. i la tensi$n de disparo aplicado externamente a la patilla ',ue se encuentra normalmente a potencial +*cc, desciende a un valor inferior al d referencia(- de *cc),el conmutador inferior conmuta su salida a un nivel igual +*sat, luego los comparadores nos dan dos niveles uno alto y el otro bao.

Descarga: Entre colector y emisor se producirá la descarga de un condensador externo ue se conecta a la patilla / cuando su base uede polarizado directamente gracias al nivel (+) ue suministrar la salida del bi estado.

ransistor !"eset): Cuando se introduce un nivel 0 -v en su base entra en saturaci$n cuando aplicado el potencial (+) interno de la polarizaci$n de su emisor a la entrada y la base de 1', el terminal  pasara a nivel bao con independencia del estado de los comparadores, y asimismo el 1' entra en saturaci$n uedando el circuito inhibido ante cualuier cambio ue se pueda producir en su entrada en tanto no se le restituya al potencial (+) original de la patilla 2.

Experimento 1

"#$in 1

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Control de tensi#n: 3ermite alterar la referencia interna del tiristor resistivo al serle aplicada una tensi$n exterior. es 4til en realizaci$n de moduladores de frecuencia a partir de una tensi$n de control variable. Cuando no se utiliza se suele conectar un condensador entre la mencionada patilla, con el fin de aislar de las posible perturbaciones parasitas ue podr5an afectar el comportamiento del conunto si este terminal uedara al aire. 6sualmente el valor t5pico del condensador a conectar es de -7n8.

Descripci#n de las terminales: •

$%D !pin 1): Es el polo negativo de la alimentaci$n9 tierra.

•

Disparo !pin &): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el ::: es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debao del nivel de - del voltae de alimentaci$n. Este pulso debe ser de corta duraci$n, pues si se mantiene bao por mucho tiempo la salida se uedará en alto hasta ue la entrada de disparo pase a alto otra vez.

•

'alida !pin (): "u5 veremos el resultado de la operaci$n del temporizador , ya sea ue est; conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltae será el voltae de alimentaci$n (*cc) menos -./ *oltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 7 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 2).

•

"eset !pin ): i se pone a un nivel por debao de 7./ *oltios, pone la patilla de salida a nivel bao. i por alg4n motivo esta patilla no se utiliza hay ue conectarla a *cc para evitar ue el ::: se de *cc en la configuraci$n monostable. Cuando se utiliza la configuraci$n astable, el voltae puede variar desde -./ voltios hasta *cc. #odificando el voltae en esta patilla en la configuraci$n astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (8#). i esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 7.7-?8 para evitar las interferencias.

•

Descarga : 6tilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

•

/cc: "limentaci$n. Es el pin donde se conecta el voltae de alimentaci$n ue va de 2.: voltios hasta -A voltios (máximo). Bay versiones militares de este integrado ue llegan hasta -A *oltios.

() Determinar en forma anal8tica la frecuencia de la se9al de salida de un CI 555 traba+ando como multi*ibrador astable. 6C#mo se calcula el Ciclo de raba+o7. Calcular los tiempos en alto  ba+o de la se9al de salida del circuito del e3perimento. Cuál es la frecuencia de salida. Multi*ibrador astable: Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el dise!ador del circuito. a se!al de salida tiene un nivel alto por un tiempo t(@cDtiempo de carga ) y un nivel bao por un tiempo t' (@dDtiempo de descarga). a duraci$n de estos tiempos depende de los valores de -, ' y C, seg4n las f$rmulas siguientesF

(en segundos)

(en segundos)

Experimento 1

"#$in '

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a frecuencia con ue la se!al de salida oscila está dada por la f$rmulaF

El per5odo es simplementeF

i lo ue ueremos es un generador con frecuencia variable, debemos variar la capacidad de condensador, ya ue si el cambio lo hacemos mediante las resistencias - yo ', tambi;n cambia el ciclo de trabao o ancho de pulso (GC(>)) de la se!al de salida seg4n la siguiente expresi$nF  DC ( ) =

  0.693 ( R 1+ R 2 ) C  Tc × 100 =  × 100 T  0.693 ( R 1+ 2 × R 2 ) C 

 R 1 + R 2  DC ( ) = × 100  R 1 + 2 × R 2

i se reuiere una se!al cuadrada donde el ciclo de trabao (GC>) sea del :7>, es decir ue el tiempo t- sea igual al tiempo t', es necesario a!adir un diodo en paralelo con ' seg4n se muestra en la figura. Ha ue, seg4n las f$rmulas, para hacer t- D t' ser5a necesario ue - fuera cero, lo cual en la práctica no funcionar5a. 3ara el circuito del experimento tenemos los siguientes tiemposF En altoF Tc = 0.693 × ( R 1 + R 2 ) ×C =0.693 × ( 10 × 10 + 1 × 10 ) × 0.68 × 10 6

6

Tc = 0.693 × ( 11) × 0.68=5.184 s

En baoF 6

−6

Td =0.693 × R 2 ×C =0.693 × 1 × 10 × 0.68 × 10

Experimento 1

"#$in (

−6

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Td =0.693 × 0.68 =0.471 s

a frecuencia esF

f  =

 

1.443

( R 1 + 2 × R 2) ×C 

=

  1.443 12 × 0.68

= 0.177 H 

z

) Determinar en forma anal8tica el tiempo de duraci#n del pulso de salida de un CI 555 traba+ando como multi*ibrador monoestable. Calcular los tiempos de duraci#n del pulso de salida del circuito del e3perimento. Multi*ibrador monoestable: En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el dise!ador. a f$rmula para calcular el tiempo de duraci$n (tiempo en el ue la salida está en nivel alto) esF (en segundos). (en segundos). $tese ue es necesario ue la se!al de disparo, en la terminal J' del :::, sea de nivel bao y de muy corta duraci$n para iniciar la se!al de salida. 3ara el circuito del experimento tenemos el tiempo del pulsoF 6

−6

T =1.1 × R × C =   1.1 × 10 × 10 × 0.68 × 10 T =1.1 × 10 × 0.68= 7.48 s

5) 23plicar el uso  aplicaciones del CI L'1&14 como multi*ibrador astable  monoestable. Mostrar la dependencia del anco de salida en funci#n de los *alores de la resistencia  del condensador e3ternos. E CI /2-'- es un multivibrador monoestable con entradas schmitt trigger ue se rige por la siguiente tablaF

Experimento 1

"#$in )

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6n eemplo de timer monoestable con el /2-'- es el siguienteF

a dependencia del ancho de salida en funci$n de los valores de la resistencia y del condensador externos se muestra en la siguiente gráficaF

Experimento 1

"#$in *

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-) 23plicar el uso del CI L'1&&  L'1&( como un multi*ibrador astable  como un monoestable. Mostrar la dependencia del anco de salida en funci#n de los *alores de la resistencia  del condensador e3terno. El CI /2-'' es un multivibrador monoestable redisparable ue act4a seg4n la siguiente tablaF

El CI /2-' es un multivibrador monoestable redisparable dual ue act4a de igual manera ue el /2-'' solo ue este tiene dos multivibradores monoestables redisparables. 6n eemplo de timer astable con el /2-' es el siguienteF

a dependencia del ancho de salida en funci$n de los valores de la resistencia y del condensador externos se muestra en la siguiente gráficaF

Experimento 1

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) Calcular  dibu+ar el circuito de un monoestable ;ue genere un pulso de salida con un tiempo de duraci#n de 1 segundo. a duraci$n del pulso se calcula as5F 3

−6

T =1.1 × R 1 ×C 1=1.1 × 200 × 10 × 4.7 × 10 T =1.1 × 2 × 0.47 =1 s

El circuito ser5a el siguienteF

Experimento 1

"#$in ,

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) Analizar los circuitos de la parte e3perimental. I>LI?$"A@A •

•

istemas digitales. 3rincipios y aplicaciones. G;cima edici$n L onald M. @occi, eal . Nidner, Oregory . #oss PPP.datasheetcatalog.org

Experimento 1

"#$in 1%