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2017

Experiencia N°03: Circuitos Schmitt Trigger, puertas de tres estados, buffer inversor con salida en colector abierto, Timer 555 (INFORME FINAL)

Alumno:    

FIEE - 2017 I

Cruz Salas , Harol Lizonde Peredo, James Sanchez Casas, Carlos Alberto Quispe Loa, Alvaro Joel

15190033 15190167 15190153 15190127

Profesor: Ing. Oscar Casimiro Pariasca Horario: Martes 14:00-16:00hrs

Laboratorio de Circuitos Digitales I

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

EXPERIENCIA N°03: CIRCUITOS SCHMITT TRIGGER, PUERTAS DE TRES ESTADOS, BUFFER INVERSOR CON SALIDA EN COLECTOR ABIERTO, TIMER 555

CUESTIONARIO FINAL 1. Presente comentarios de los circuitos verificados en la parte experimental. Experimento N°1.- Verificar experimentalmente el funcionamiento del Schmitt Trigger en el circuito siguiente:

Figura 1.1. Circuito experimental N°1 (generador de pulsos con el Schmitt trigger)

Este circuito generador de onda simple consiste de una sola puerta lógica inversora que es el TTL 74LS14 Schmitt con un condensador “C” conectado entre su terminal de entrada y tierra (0V), y la realimentación positiva necesaria para el circuito oscile que suministra la resistencia de realimentación, dada por la resistencia “R”. Este método es la forma más fácil de hacer un generador de forma de onda básica astable. Cuando se usa para producir señales de reloj o de sincronización, el multivibrador astable debe producir una forma de onda estable que permite cambiar rápidamente entre sus estados “alto” y “bajo” sin ninguna distorsión o ruido, y los inversores Schmitt hacen precisamente eso. Sabemos que el estado de salida de un inversor Schmitt es el opuesto al de su estado de entrada, y que puede cambiar de estado en diferentes niveles de tensión que le dan “histéresis”. Los inversores Schmitt Trigger utilizan una acción de disparador que cambia de estado entre una parte superior y un nivel de umbral más bajo que la entrada aumenta señal de tensión y disminuye sobre el terminal de entrada. Este nivel umbral superior “fija” la salida y el nivel de umbral inferior “restablece” la salida de lo que equivale a una lógica “0” y un “1” lógico, respectivamente, para un inversor. El análisis teórico-práctico de este experimento se mostrará en el punto 2 y 7-Experimento N°1. Experimento N°2.- En el siguiente circuito se muestran 2 circuitos osciladores a distintas frecuencias cuyas salidas se aplican a las entradas de 2 puertas triestado que tienen una salida común S0. Verificar su funcionamiento. (No aplicar E0 y E1 simultáneamente). Utilice la puerta triestado 74LS126 ó 74LS367 u otro similar.

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Figura 1.2. Circuito experimental N°2 (generador de pulsos con la puerta triestado)

Este circuito consta de un generador de onda inversora con un condensador “C” conectado entre su terminal de entrada y tierra (0V), y la realimentación positiva necesaria para el circuito oscile que suministra la resistencia de realimentación, dada por la resistencia “R”; un inversor, y una puerta triestado. El análisis teórico-práctico ecuaciones se de este experimento se mostrará en el punto 3 y 7-Experimento N°2. Experimento N°3.- Conectar el circuito astable mostrado. Utilice una fuente (Vcc) de 5 Vcc, RA=RB=10Kohm, C1=10μF. Observar las características de salida. Medir la frecuencia. (Este es un circuito con valores sugeridos. Ud. puede utilizar otros valores para obtener en la salida una señal de f=1Hz, 5 Hz y 10 Hz)

Fig1.3. Circuito experimental N°3 (Multivibrador astable)

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Este circuito esta implementado por el temporizador 555 (LM555) configurado como multivibrador aestable que no presenta estados estables y varía, por tanto, una y otra vez (oscila) entre dos estados inestables, sin utilizar un circuito de disparo externo. Ver que el tiempo en nivel alto y bajo de la salida de multivibrador astable depende de las resistencias RA, RB y el capacitor C. El análisis teórico-práctico de este experimento se mostrará en el punto 6 y 7-Experimento N°3.

Experimento N°4.- Conectar el circuito monoestable mostrado. Utilice una fuente (Vcc) de 5 Vcc, R1=47Kohm, C1=10μF. El funcionamiento depende de R1 y C1. El condensador C2 se usa solo para evitar la inestabilidad del circuito. El terminal 2 se usa para disparar el temporizador colocando un pulso en bajo de muy corta duración (o conectando el terminal a tierra solo por un instante).

Figura 1.4. Circuito experimental N°4 (Multivibrador monoestable)

Este circuito esta implementado por el temporizador 555 (LM555) configurado como multivibrador monostable entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de duración). El funcionamiento depende de R1 y C1. El condensador C2 se usa solo para evitar la inestabilidad del circuito. El terminal 2 se usa para disparar el temporizador colocando un pulso en bajo de muy corta duración (o conectando el terminal a tierra solo por un instante). El análisis teórico-práctico de este experimento se mostrará en el punto 6 y 7-Experimento N°4. 2. Explique el funcionamiento de un circuito conformador de pulsos con el Schmitt trigger. .

Suponga que la carga a través de las placas de condensadores es por debajo del nivel de umbral inferior a la del inversor (Schmitt Trigger) que es 0,8 voltios (Datasheet). Por tanto, esto hace que la entrada al inversor sea un nivel lógico “0”, resultando un nivel de salida lógica “1” (básico inversor). Dado que la resistencia R está ahora conectado al nivel lógico “1” (+ 5V) de salida mientras que el otro lado de la resistencia está conectado al condensador C, que está en un nivel lógico “0” (0,8 V o por debajo); el condensador ahora empieza a cargar en

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una dirección positiva a través de la resistencia a una velocidad determinada por la RC (constante de tiempo). Cuando la carga en el condensador alcanza el nivel umbral superior 1,6 voltios del disparador Schmitt (Datasheet), la salida del inversor cambia rápidamente de un nivel lógico “1” a un de nivel lógico “0” y la corriente que fluye a través de la resistor cambia de dirección. Este cambio ahora hace que el condensador que se carga inicialmente a través del resistor, R comience a descargarse a través de la misma resistencia hasta que la carga a través de las placas de condensadores alcanza el nivel de umbral inferior de 0,8 voltios y el estado interruptores de salida del inversor se repite una y otra vez el ciclo, siempre y cuando la tensión de alimentación está presente. Así el condensador, C está constantemente cargando y descargando, así durante cada ciclo entre las entradas superior e inferior, los niveles de umbral del inversor Schmitt que producen un nivel lógico “1” o un nivel lógico “0” en la salida del inversor.

3. Indique algunas aplicaciones de los dispositivos de tres estados.

Conexión de dispositivos a un bus Normalmente se emplean buffers triestado para conectar las salidas de un dispositivo de origen a un bus. Usualmente, existe más de un origen conectado a un mismo bus pero sólo uno de ellos puede tener acceso al bus en cada momento. Los demás orígenes deben desconectarse del bus para evitar la denominada contienda de bus. Los circuitos triestado se utilizan para conectar un origen a un bus o para desconectarlo del bus, como se ilustra en la Figura 3.1(a) para el caso de dos orígenes. La entrada de selección se emplea para conectar el origen A o el origen B, pero no ambos al mismo tiempo, al bus compartido por los dos. Cuando la entrada de selección está a nivel BAJO, el origen A está conectado y el origen B está desconectado. Cuando la entrada de selección está a nivel ALTO, el origen A está desconectado y el origen B está conectado. En la parte (b) de la figura se muestra un equivalente mediante conmutadores de esta acción. Cuando la entrada de habilitación de un circuito triestado no está activa, el dispositivo se encuentra en un estado de alta impedancia (alta-Z) y actúa como un conmutador abierto. Muchos circuitos integrados digitales proporcionan buffers triestado internos en sus líneas de salida. Una salida triestado se indica mediante un símbolo ∇, como se muestra en la Figura 3.2.

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Figuras 3.1. Interfaz con un bus mediante buffers triestado.

Figuras 3.2. Método para indicar las salidas triestado en un circuito integrado.

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Puertas Triestados en Macroceldas Generalmente, una macrocelda consiste en una puerta OR y cierta lógica de salida asociada. Las macroceldas varían en su complejidad dependiendo del tipo concreto de PAL o GAL. Una macrocelda puede configurarse para implementar lógica combi nacional, lógica registrada o una combinación de ambos tipos de lógica. La lógica registrada significa que existe un flip-flop en la celda que permite implementar funciones de lógica secuencial. La Figura 3.1 ilustra tres tipos básicos de macroceldas con lógica combinacional. La parte (a) muestra una macrocelda simple con la puerta OR y un inversor con control triestado, que puede hacer que el inversor actúe como un circuito abierto para desconectar completamente la salida. La salida del inversor triestado puede estar a nivel BAJO, a nivel ALTO o desconectada. La parte (b) es una macrocelda que puede actuar como entrada o como salida. Cuando la salida se emplea como entrada, se desconecta el inversor triestado y la entrada va al buffer que está conectado a la matriz AND. La parte (c) es una macrocelda que puede programarse para tener una salida activa a nivel ALTO o activa a nivel BAJO, o que puede utilizarse como entrada. Una entrada a una puerta OR-exclusiva (XOR) puede programarse para estar a nivel ALTO o BAJO. Cuando la entrada programable de la puerta XOR está a nivel ALTO, la salida de la puerta OR se invierte porque 0 ⊕ 1 = 1 y 11 = 0. De forma similar, cuando la entrada programable de la puerta XOR está a nivel BAJO, la salida de la puerta OR no se invierte porque 0 ⊕0 = 0 y 1 ⊕0 = 1.

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Figuras 3.3. Tipos básicos de macroceldas PAL/GAL para lógica combinacional.

4. Indique algunas aplicaciones del buffer inversor con salida en colector abierto 74LS16

Utilización de puertas en colector abierto para la operación ANDcableada Las salidas de las puertas en colector abierto se pueden conectar juntas para formar lo que se denomina una configuración AND-cableada. La Figura 4.1 ilustra cómo se conectan cuatro inversores para generar una puerta negativa-AND de 4 entradas. En todos los circuitos de AND-cableada, se requiere una resistencia de pull-up externa, Rp. Cuando una (o más) de las entradas de los inversores están a nivel alto, la salida X pasa a nivel BAJO, puesto que un transistor de salida conduce y actúa como un interruptor cerrado conectado a tierra, como ilustra la Figura 4.2(a). En este caso, sólo la entrada de un inversor está a nivel ALTO, pero es suficiente para forzar la salida al nivel BAJO por medio de la saturación del transistor Q1, tal y como se indica. Para que la salida X sea un nivel ALTO, todas las entradas de los inversores deben estar a nivel BAJO, de modo que los transistores de salida en colector abierto estén bloqueados, como se indica en la Figura 4.2(b). Cuando se produce esta condición, se fuerza a la salida X al nivel ALTO por medio de la resistencia de pullup. Luego la salida X es un nivel ALTO sólo cuando todas las entradas están a nivel BAJO. Por tanto, se trata de una función negativa-AND, como expresa la siguiente ecuación: X ABCD

Figura 4.1. Configuración AND-cableada con cuatro inversores.

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Figura 4.2. Operación negativa-AND con inversores con salida en colector abierto cableada.

Además, un buffer triestado se usa para inteconectar chips en circuitos impresos (PCB), o algunas veces entre PCBs conectados en una misma placa. No es recomendable el uso del buffer triestado para conexiones de una sola línea, pero es bastante recomendado para conexiones entre chips. Los multiplexores básicos pueden ser usados en chips porque son implementados en silicio, a diferencia de las grandes equivalencias con los componentes off-chip.

5. Describir el uso del CI. LM555 como Mv. Astable y monoestable Funcionamiento como Mv. Monoestable Para configurar un temporizador 555 como multivibrador monoestable, se utilizan una resistencia y un condensador externos, tal como se muestra en la Figura 5.1. La entrada de la tensión de control no se utiliza y se conecta a un condensador de desacoplo 𝐶2 , para evitar la aparición de ruido que pudiera afectar los niveles umbral y de disparo

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Figura 5.1. Temporizador 555 conectado como monoestable

Antes de aplicar el impulso de disparo, la salida está a nivel BAJO y el transistor de descarga 𝑄1 conduce, manteniendo 𝐶1 descargado, como se muestra en la Figura 5.2(a). Cuando se aplica un impulso de disparo negativo en el instante 𝑡0 , la salida pasa a nivel ALTO y el transistor de descarga se bloquea, permitiendo al condensador 𝐶1 comenzar a cargarse a través de 𝑅1 , como se muestra en la parte (b). Cuando 𝐶1 se ha cargado hasta 1/3 de VCC, la salida pasa de nuevo a nivel BAJO en 𝑡1 y 𝑄1 entra en conducción inmediatamente, descargándose 𝐶1 , como se indica en la parte (c). Como puede ver, la velocidad de carga de 𝐶1 determina cuánto tiempo va a estar la salida a nivel ALTO

(a). Antes del disparo. (El camino de la corriente lo indica la flecha.)

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(b). Durante el disparo

(c). Al final del intervalo de carga Figuras 5.2. Funcionamiento del temporizador 555 configurado como monoestable.

Funcionamiento como Mv. Astable En la Figura 5.3 se muestra un temporizador 555 conectado para funcionar como multivibrador aestable, que es un oscilador no sinusoidal. Observe que, en este caso, la entrada umbral (THRESH) está conectada a la entrada de disparo (TRIG). Los componentes externos 𝑅1 , 𝑅2 y 𝐶1 conforman la red de temporización que determina la frecuencia de oscilación. El condensador 𝐶2 de 0,01 μF conectado a la entrada de control (CONT) sirve únicamente para desacoplar y no afecta en absoluto al funcionamiento del resto del circuito; en algunos casos se puede eliminar

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Figuras 5.3. El temporizador 555 configurado como multivibrador aestable (oscilador).

Inicialmente, cuando se conecta la alimentación, el condensador (C1) está descargado y, por tanto, la tensión de disparo (pin 2) es 0 V. Esto da lugar a que la salida del comparador B esté a nivel ALTO y la salida del comparador A a nivel BAJO, forzando la salida del latch, y por consiguiente la base de Q1 a nivel BAJO, manteniendo el transistor bloqueado. A continuación, C1 comienza a cargarse a través de R1 y R2, tal como se indica en la Figura 5.4. Cuando la tensión del condensador alcanza el valor de 1/3 VCC, el comparador B cambia a su nivel de salida BAJO, y cuando la tensión del condensador alcanza el valor de 2/3 VCC, el comparador A cambia a su nivel de salida ALTO. Esto pone en estado de RESET al latch, haciendo que la base de Q1 pase a nivel ALTO, activando el transistor. Esta secuencia origina un camino de descarga para el condensador a través de R2 y del transistor, tal como se indica. El condensador comienza ahora a descargarse, haciendo que el comparador A pase a nivel BAJO. En el momento en que el condensador se descarga hasta el valor 1/3 VCC, el comparador B conmuta a nivel ALTO, poniendo al latch en estado SET, lo que hace que la base de Q1 se ponga a nivel BAJO, bloqueando el transistor. De nuevo comienza otro ciclo de carga, y el proceso completo se repite. El resultado es una señal de salida rectangular cuyo ciclo de trabajo depende de los valores de R1 y R2.

Figuras 5.4. Funcionamiento del temporizador 555 configurado en modo aestable.

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6. Presente los cálculos realizados para implementar los circuitos astable y monoestable de esta práctica. Circuito Astable: 

Cálculo de los tiempos en alto y bajo de la señal de salida del circuito del Experimento N°3.

Datos: R1=R2=10KΩ, C1=10μF → 𝒕𝑯 = 𝟎, 𝟕(𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 )𝑪𝟏 → 𝑡𝐻 = 0,7(10 × 103 + 10 × 103 )10 × 10−6 → 𝑡𝐻 = 0.14𝑠 → 𝒕𝑳 = 𝟎, 𝟕𝑹𝟐 𝑪𝟏 → 𝑡𝐿 = 0,7(10 × 103 )(10 × 10−6 ) → 𝑡𝐿 = 0.07𝑠  →𝒇=

Cálculo de la frecuencia de salida. 𝟏. 𝟒𝟒 (𝑹𝟏 + 𝟐𝑹𝟐 )𝑪𝟏

1.44 (10 × 103 + 2(10 × 103 ))(10 × 10−6 ) → 𝑓 = 4.8𝐻𝑧 →𝑓=

Circuito Monoestable: 

Cálculo del tiempo en alto de la señal de salida del circuito del Experimento N°4.

La anchura del impulso de salida se determina mediante la constante de tiempo, que se calcula a partir de 𝑅1 y 𝐶1 según la siguiente fórmula:

𝒕𝒘 = 𝟏, 𝟏𝑹𝟏 𝑪𝟏 Datos en el experimento: R1=47Kohm, C1=10μF. → 𝑡𝑤 = 1,1(47 × 103 )(10 × 10−6 ) → 𝑡𝑤 = 1,1(47 × 103 )(10 × 10−6 ) → 𝑡𝑤 = 0.517𝑠 Para C1=20μF. → 𝑡𝑤 = 1.034𝑠 Para C1=50μF. → 𝑡𝑤 = 2.585𝑠 Para C1=100μF.

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→ 𝑡𝑤 = 5.17𝑠

7. Analizar los resultados obtenidos en la parte experimental. Compare los valores teóricos y los obtenidos experimentalmente. Presentar tablas de datos, gráficos, etc. Experimento N°1 Schmitt forma de onda de frecuencia  Hacer una tabla de datos y verificar que la frecuencia de salida se calcula según: f = 1 / R.C 𝑅

𝐶

𝑓(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙)

100Ω 100Ω 100Ω 200Ω 200Ω 200Ω 300Ω 300Ω 300Ω 400Ω 400Ω 400Ω 500Ω 500Ω 500Ω 600Ω 600Ω 600Ω 800Ω 800Ω 800Ω 1000Ω 1000Ω 1000Ω

220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹 220𝑢𝐹 470𝑢𝐹 1000𝑢𝐹

64.6𝐻𝑧 24.6𝐻𝑧 14.2𝐻𝑧 32.3𝐻𝑧 15.1𝐻𝑧 7.11𝐻𝑧 21.5𝐻𝑧 10.1𝐻𝑧 4.7𝐻𝑧 16.2𝐻𝑧 7.5𝐻𝑧 3.5𝐻𝑧 12.6𝐻𝑧 6𝐻𝑧 2.84𝐻𝑧 10.8𝐻𝑧 4.8𝐻𝑧 2.3𝐻𝑧 8𝐻𝑧 3𝐻𝑧 1.7𝐻𝑧 6.4𝐻𝑧 2.6𝐻𝑧 1.4𝐻𝑧

1 𝑅𝐶 45.5𝐻𝑧 21.2𝐻𝑧 10𝐻𝑧 22.7𝐻𝑧 10.63𝐻𝑧 5𝐻𝑧 15.1𝐻𝑧 7𝐻𝑧 3.3𝐻𝑧 11𝐻𝑧 5𝐻𝑧 2.5𝐻𝑧 9𝐻𝑧 4𝐻𝑧 2𝐻𝑧 7.5𝐻𝑧 3.5𝐻𝑧 1.6𝐻𝑧 5.6𝐻𝑧 2.6𝐻𝑧 1.2𝐻𝑧 4.5𝐻𝑧 2.1𝐻𝑧 1𝐻𝑧 𝑓=

Tabla 1. Valores de frecuencia en circuito generador de pulsos con Schmitt Trigger, Valores de Resistencia y Capacitancia

Observaciones: Para la implantación del circuito se utilizaron condensadores de 220uF, 470uF, 1000uF; haciendo variar el potenciómetro en escalas 10%, 20%, 30%, 40%,50%,60%,80%,100% del valor 1kΩ 

Cuál es el valor máximo y mínimo de R y C? 𝟐𝟐𝟎Ω ≤ 𝑹 ≤ 𝟒𝟕𝟎Ω

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𝟐𝟐𝟎𝒖𝑭 ≤ 𝑪 ≤ 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒖𝑭  Cuál es la frecuencia máxima y mínima de oscilación? De acuerdo a lo observado en la tabla, tenemos: 𝟏𝑯𝒛 ≤ 𝒇 ≤ 𝟓𝟎𝑯𝒛 Con un valor de resistencia entre: 100Ω a 1kΩ, y un valor de condensador de entre: 1nF a 1000uF. Esto daría un rango de frecuencia de entre 1 Hz a 1 MHz, (altas frecuencias producen distorsión de forma de onda). Conclusiones: Los datos obtenidos experimentalmente muestran cierta variación con los obtenidos de forma teórica; esto se debe generalmente a que las puertas lógicas TTL estándar no funcionan muy bien como generadores de forma de onda, debido a sus características medias de entrada y salida, la distorsión de la forma de onda de salida y de bajo valor de resistencia de realimentación requerida, lo que resulta en un gran condensador de alto valor para funcionamiento a baja frecuencia. También osciladores TTL pueden no oscilar si el valor del condensador de realimentación es demasiado pequeño. Sin embargo, también podemos hacer un Multivibradores astables utilizando una mejor tecnología de lógica CMOS que operan desde un 3V a 15V como el CMOS 40106B Schmitt inversor.

Experimento N°2

Figura 7.2.1. Esquema del circuito Experimento N°2(1era parte) (Simulación en Proteus)

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Figura 7.2.2. Formas de señal asociadas al Experimento N°2(1era parte) (Simulación en Proteus)

En la Figura 7.2. 1. El análisis es el siguiente:  En el punto A, tenemos el inversor ya antes visto que nos proporcionara pulsos de frecuencia f = 1⁄RC .  En el punto B, tenemos el inversor que nos intercambiara los niveles alto y bajo.  En el punto C, tenemos la puerta triestado que está controlado por un 1 lógico, lo que significa que la señal obtenida en B se filtrara. En la Fig 7.2.2. Se obtiene el valor teórico del periodo. Apartir del análisis teórico-práctico se obtiene la siguiente tabla de frecuencia 𝑓: 𝑓(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜) 1𝐻𝑧

𝑓(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙) 6.58𝐻𝑧

Tabla 2. Datos de frecuencia (Teórico-Experimental) (Experimento N°2)

Figura 7.2.3. Esquema del circuito Experimento N°2(2da parte) (Simulación en Proteus)

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Figura 7.2.4. Formas de señal asociadas al Experimento N°2(2da parte) (Simulación en Proteus)

De la Fig 7.2.3. Notamos que:  En el punto A, tenemos el inversor ya antes visto que nos proporcionara pulsos de frecuencia f = 1⁄RC .  En el punto B, tenemos el inversor que nos intercambiara los niveles alto y bajo.  En el punto C, tenemos la puerta triestado que está controlado por un 1 lógico, lo que significa que la señal obtenida en B se filtrara. En la Fig 7.2.4. Se obtiene el valor teórico del periodo. Apartir del análisis teórico-práctico se obtiene la siguiente tabla de frecuencia 𝑓: 𝑓(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜) 10𝐻𝑧

𝑓(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙) 16.92𝐻𝑧

Tabla 3. Datos de frecuencia (Teórico-Experimental) (Experimento N°2)

En la práctica:

Figura 7.2.5. Formas de señal asociadas al Experimento N°2(2da parte) (Experimental)

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Figura 7.2.6. Formas de señal asociadas al Experimento N°2(1ra parte) (Experimental)

Figura 7.2.7. Circuito del Experimento N°2 en protoboard (Experimental)

Experimento N°3. Datos: R1=R2=10KΩ, C1=10μF → 𝒕𝑯 = 𝟎, 𝟕(𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 )𝑪𝟏 → 𝑡𝐻 = 0,7(10 × 103 + 10 × 103 )10 × 10−6 → 𝑡𝐻 = 0.14𝑠 = 140𝑚𝑠 → 𝒕𝑳 = 𝟎, 𝟕𝑹𝟐 𝑪𝟏 → 𝑡𝐿 = 0,7(10 × 103 )(10 × 10−6 ) → 𝑡𝐿 = 0.07𝑠 = 70𝑚𝑠

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Figura 7.3.1. Formas de señal asociadas al Experimento N°3(Tiempos Alto y bajo) (Simulación en Proteus)

La frecuencia de oscilación viene dada por la siguiente fórmula, o puede también hallarse utilizando el gráfico de la Figura 7.3.2. 𝒇=

𝟏. 𝟒𝟒 (𝑹𝟏 + 𝟐𝑹𝟐 )𝑪𝟏

Figuras 7.3.2. Frecuencia de oscilación en función de C1 y R1 + 2R2. Las líneas diagonales representan los valores de R1 + 2R2

En la práctica:

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Figura 7.3.3. Circuito del Experimento N°3 en protoboard (Experimental)

𝑓(𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜) =

1.44 (𝑅1 + 2𝑅2 )𝐶1

4.8𝐻𝑧

𝑓(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙)

5.18𝐻𝑧

Tabla 4. Datos de frecuencia (Teórico-Experimental) (Experimento N°3)

Experimento N°4.

Figura 7.2.1. Esquema del circuito Experimento N°4 (1er caso C1=10uF) (Simulación en Proteus)

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Datos en el experimento: R1=47Kohm

C1=10μF C1=20μF. C1=50μF. C1=100μF.

𝑇 = 1.1𝑅1 𝐶1

𝑇(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙)

0.517𝑠 1.034𝑠 2.585𝑠 5.17𝑠

0.5𝑠 1𝑠 2𝑠 5𝑠

Tabla 5. Datos de tiempo de encendido del LED cuando se presiona el pulsador en t=0 (TeóricoExperimental) (Experimento N°4)

Conclusiones: El LM555 funciona perfectamente configurado tanto como monoestabe y astable. Los datos obtenidos experimentalmente muestran cierta aproximación ya que los valores reales de R1 y C1 no son exactamente los indicados, ya que existe una pequeña variación en estos. Otra causa de pequeñas variaciones que se generan en el experimento puede ser debido al ruido que se genera en el laboratorio. BIBLIOGRAFIA:  

Fundamentos de sistemas Digitales – Floyd – 9na Edición Diseño de Osciladores de frecuencia variable – José Antonio Gasquez

ENLACES:        

https://es.wikipedia.org/wiki/Buffer_triestado https://sistemasdigitaleslcc.wikispaces.com/file/view/Unidad+4++Sistemas+Digitales.pdf http://electronica-teoriaypractica.com/category/salida-triestado/ http://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/generators.html http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/555.htm https://kekelectronica.wordpress.com/2011/04/30/94/ http://electronica.ilaweb.com/2010/12/18/disparador-schmitt-con-amplificadoroperacional/ https://es.wikipedia.org/wiki/Comparador

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