UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA FACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS E INFORMATICA E.A.P INGENIERIA DE SISTEMAS
LABORATORIO 2 DE SISTEMAS DIGITALES Informe Previo Tema:
Astables y Monoastables.
Profeor:
Ing. Utrilla Salazar, Dario.
A!"mna:
Peña de la Crz, Gra!e Denisse.
C#$i%o:
"#$""%"&.
Lima – Abril Abril 2014
LABORATORIO 2 DE SISTEMAS DIGITALES
Sistemas Digitales Informe Previo 2
TEMA: ASTABLES Y MONOSTABLES PROFESOR: ING. UTRILLA SALAZAR DARIO
INFORME PREVIO 1. Describir el concepto de circito !lti"ibr#dor #st#ble$ #n#lice s %ncion#!iento & !encione los p#r'!etros c#r#cter(sticos de los plsos & #n#li)#r los circitos tili)#dos !lti"ibr#dores #st#bles.
Un 'lti(ibrador astable es n !ir!ito !a)az de generar ondas a )artir de na *ente de ali'enta!i+n !ontina. a *re!en!ia de estas ondas de)ender- de la !arga y des!arga de los !ondensadores. a igra N/ % o*re!e la !on*igra!i+n b-si!a de n 'lti(ibrador astable. Si d i(idi'os el !ir!ito en dos, (erti!al'ente, se )ede obser(ar 0e es n !ir!ito si'1tri!o, desde el )nto de (ista geo'1tri!o. Si 2a!e'os T% 3 T$ , R % 3 R & , R $ 3 R 4 y C% 3 C$ , la *or'a de onda de !al0iera de las salidas ser- si'1tri!a, es de!ir, la dra!i+n de a'bos ni(eles de tensi+n de !ada !i!lo ser- id1nti!a. a *re!en!ia de salida (iene deter'inada )or los (alores de C% , C$ , R $ y R 4 5 si se ro')e la igaldad, e6)esta anterior'ente, entre di!2os !o')onentes, la *or'a de onda de salida serasi'1tri!a.
Figura N° 1
F"n&ionamien'o
Si !onsidera'os n instante en el 0e T$ est1 en satra!i+n y T% en !orte, C% se e')ezar- a !argar a tra(1s de T$ y R%, y, !o'o el )nto de ni+n de C% y R$ est- !one!tado a la base de T$, llegarn 'o'ento en 0e la tensi+n en la base de T$ es ins*i!iente )ara 0e T$ )er'anez!a satrado, !on lo 0e al !ond!ir 'enos la tensi+n 7o$ a'entar-, ini!iando el )ro!eso des!rito anterior'ente )ero en sentido !ontrario, es de!ir, lle(ando a T% a satra!i+n y T$ al !orte. Mientras C% ad0ir8a !arga )ara )ro(o!ar tal !a'bio, C$ se (a des!argando.
UNMSM - FISI
Página 2
Sistemas Digitales Informe Previo 2 Este )ro!eso se 'antiene 'ientras este'os s'inistrando tensi+n al !ir!ito de esta *or'a9 as !ondi!iones ini!iales son estas9 C% estaba )r-!ti!a'ente des!argado. C$ estaba total'ente !argado. T% estaba en !orte T$ estaba en satra!i+n En estas !ir!nstan!ias, C$ en!entra n !a'ino de des!arga a tra(1s de R4 y T$ y C% se !arga a tra(1s de la ni+n base:e'isor de T$ y de R%. Mo'ent-nea'ente, la base de T% se en!entra so'etida a n )oten!ial de :7!!, a)ro6i'ada'ente, res)e!to a 'asa. ;bs1r(ese la )olaridad !on 0e se 2ab8a !argado C$, al !one!tar s ter'inal )ositi(o a 'asa a tra(1s de T$, al ini!io de la des!arga, en la base de T% se re*le
? C$ ? R4 En n tie')o 'enor se 2abr- !argado C%, ya 0e C% 3 C$ y R% @@ R4 Una (ez 0e C$ se 2a des!argado total'ente e')ezar- a !argarse en sentido !ontrario, esto es, el )nto de ni+n de C$ y R4 ser- ligera'ente )ositi(o, )or lo 0e ta'bi1n se a)li!ar- )olariza!i+n dire!ta a la base de T%, 0e )ro(o!ar- el bas!la'iento del !ir!ito y 0e sita a T% en satra!i+n y a T$ en !orte, !o'enzado enton!es C$ a !argarse a tra(1s de s !ir!ito de !arga y C% a des!argarse a tra(1s de R$ y T%. De *or'a an-loga al )ro!eso anterior, la base de T$ se en!entra en el instante de la !on'ta!i+n so'etida a n )oten!ial negati(o )r+6i'o a :7!! 0e (a dis'inyendo segn se des!arga C%5 lo 2ar- en n tie')o T% 3 ".=> ? R$ ? C% Por la raz+n e6)esta anterior'ente, C$ se !argar- en n tie')o 'enor 0e T%. Una (ez e6tingida la !arga de C%, 1ste ad0iere na )e0eña !arga en sentido !ontrario, 0e 2arde ne(o !on'tar al !ir!ito, )asando T$ a satra!i+n y T% a !orte, !on lo 0e se ini!ia n ne(o !i!lo. Por todo esto se ded!e 0e n !i!lo tendr- n )eriodo
UNMSM - FISI
Página 3
Sistemas Digitales Informe Previo 2 T 3 t$ B t% !o'o C% 3 C$ y R$ 3 R4, tendre'os 0e
t 3 $ ? ".=> ? R$ ? C% 3 %.4 ? R$ ? C%
Esta e6)resi+n es !ierta s+lo en el !aso de !ir!itos si'1tri!os5 en !aso !ontrario, la dra!i+n de n !i!lo serT 3 t% B t$ 3 ".=> ? R$ ? C% B ".=> ? R4 ? R$ )or lo 0e, en !al0iera de los !asos, la *re!en!ia de os!ila!i+n es !ono!ida !on *a!ilidad. 2. Describir el concepto de circito !lti"ibr#dor !onoest#ble$ #n#lice s %ncion#!iento & describ# los tipos de !onoest#bles & ss c#r#cter(stic#s$ #s( co!o los circitos !onoest#bles.
M"!'ivi(ra$or monoe'a(!e)
a sstit!i+n del !ondensador C$ )or la resisten!ia R4 es lo 0e le )er'ite 0e el !ir!ito )er'anez!a en n estado !on!reto, esto es, T% en !orte y T$ en satra!i+n, lego, 7o% 3 7!! y 7o$ 3 "7. Cando se a)li!a n i')lso a 7d, T% )asa a !ond!ir y T$ al !orte5 en este estado estar- n tie')o deter'inado )or R$ y C%, y (ol(er- de ne(o al estado )ri'iti(o. Si la señal 7d es na señal 0e se re)ite a inter(alos !onstantes, la señal de salida o*re!er- na *re!en!ia !onstante. F"n&ionamien'o
Si s)one'os ini!ial'ente T$ en satra!i+n, debido a la asen!ia de tensi+n en la base de T%, 1ste )er'ane!er- en !orte ya 0e 7o$ 3 ". En estas !ir!nstan!ias, C% se !arga a tra(1s de R% y de la ni+n base:e'isor de T$ y el !ir!ito )er'ane!e en esta sita!i+n inde*inida'ente. Si a)li!a'os n i')lso de a')litd s*i!iente en 7d, T% )asar- a satra!i+n, )or lo 0e 7o% se 2ar- )r-!ti!a'ente " y en la base de T$ se re*le ? R$ ? C% Una (ez des!argado e')ezar- a !argarse en sentido !ontrario, esto es, la )la!a !one!tada a la base de T$ se 2ar- )ositi(a y na (ez al!anzada tensi+n s*i!iente en ese )nto, T$ )asar- a satra!i+n, )or lo 0e 7o$ se 2a!e " y, de ne(o, T% )asa al !orte 2asta la a)ari!i+n de n ne(o i')lso de dis)aro en 7d. a )arte digital les añade distintas )resta!iones, )rod!iendo di(ersos ti)os de 'onoestables9
UNMSM - FISI
Página 4
Sistemas Digitales Informe Previo 2 •
Re'a"ra(!e o resetable9 Una entrada de reset )er'ite interr')ir el )lso en !al0ier 'o'ento, de
•
Re$i*ara(!e retriggerable9 Per'ite reini!iar el )lso !on n ne(o dis)aro antes de !o')letar la te')oriza!i+n. Diga'os 0e se tiene n te')orizador de & 's, )ero a los $ 's de ini!iado el )lso se realiza n ne(o dis)aro5 la dra!i+n 0e se obtiene es de $ B & 3 = 's. os 'onoestables no re$i*ara(!e s+lo )er'iten el dis)aro !ando no e6iste ningna te')oriza!i+n en !rso. Es de!ir, en el e
•
Monoe'a(!e+M"!'ivi(ra$or9 Son 'onoestables dobles Dos, nor'al'ente inde)endientes en la 'is'a !-)sla 0e )er'iten s !one6i+n de *or'a 0e el *in del )lso generado )or no de ellos dis)ara al otro. Per'iten el !ontrol )re!iso e inde) endiente de los tie')os alto y ba
Para te')oriza!iones largas, se añaden !ontadores a n 'lti(ibrador 0e )rolongan la dra!i+n del )lso. Por e
I, ---
Es no de los Cir!itos Integrados '-s *a'osos, de los '-s tilizados. Segn el ti)o de *abri!ante re!ibe na designa!i+n distinta tal !o'o TCFFF, MCFFF, AFFF, NEFFFC, MC%&FF, NEFFF, MFFF, et!. an0e se lo !ono!e !o'o ,e! ---, y ya todos saben de 0e se est- 2ablando. Res)e!to al *or'ato o en!a)slado, )ede ser !ir!lar 'et-li!o, 2asta los SMD, )asando )or los DI de y%&)atillas. E6isten (ersiones de ba
Cara&'er.'i&a %enera!e:
El !ir!ito )ede ali'entarse !on tensi+n !ontina !o')rendida entre F y %F (oltios, an0e 2ay (ersiones 0e ad'iten tensiones de ali'enta!i+n 2asta $ 7., )ero no son de so !orriente. Si se ali'enta a F7 es !o')atible !on la *a'ilia TT.
UNMSM - FISI
Página 5
Sistemas Digitales Informe Previo 2 a !orriente de salida '-6i'a )ede ser de 2asta $""'A., 'y ele(ada )ara n !ir!ito integrado, )er'itiendo e6!itar dire!ta'ente rel1s y otros !ir!itos de alto !ons'o sin ne!esidad de tilizar !o')onentes adi!ionales. a estabilidad en *re!en!ia es de ",""F )or HC. Ne!esita n n'ero '8ni'o de !o')onentes e6teriores, la *re!en!ia de os!ila!i+n se !ontrola !on dos resisten!ias y n !ondensador. Cando *n!iona !o'o 'onoestable el retardo se deter'ina !on los (alores de na resisten!ia y de n !ondensador.
0. ,'l es l# di%erenci# entre n #st#ble & !onost#ble3 #s( co!o l# di%erenci# entre n !onost#ble redisp#r#ble & no redisp#r#ble3 !estre circitos pr'cticos p#r# e6plic#rlos.
Diferen&ia en're "n a'a(!e / monoe'a(!e •
•
Cir&"i'o Monoe'a(!e: Estos !ir!itos !a'bian de estado s+lo si se 'antiene la señal de entrada ni(el alto o ba
Diferen&ia en're mono'a(!e re$i*ara(!e / no re$i*ara(!e
UNMSM - FISI
Página 6
Sistemas Digitales Informe Previo 2
UNMSM - FISI
Página 7
Sistemas Digitales Informe Previo 2
-. An#lice el %ncion#!iento del crist#l de c#r)o3 in"esti7#r ss c#r#cter(stic#s$ "ent#8#s & des"ent#8#s. An#lice circitos pr'cticos 7ener#dores de plsos con crist#l de c#r)o.
os !ristales de !arzo son a')lia'ente tilizados en los e0 i)os 0e tiliza'os los radioa*i!ionados. asta dar na r-)ida o
El !a)a!itor C; o capacidad en paralelo, re)resenta en total la !a)a!idad entre los ele!trodos del !ristal '-s la !a)a!idad de la !ar!aza y ss ter'inales. R%,C% y % !on*or'an la ra'a )rin!i)al del !ristal y se !ono!en !o'o !o')onentes o )ar-'etros motional donde9 % re)resenta la 'asa (ibrante del !ristal, C% re)resenta la elasti!idad del !arzo y R% re)resenta las )1rdidas 0e o!rren dentro del !ristal.
UNMSM - FISI
Página 8
Sistemas Digitales Informe Previo 2
*igra & Cando el !ristal de la *igra, &, no est- (ibrando, es e0i(alente a na !a)a!itan!ia Co )or estar !o')esto de dos )la!as de 'etal se)aradas )or n diel1!tri!o. Co re!ibe el no'bre de !a)a!itan!ia del en!a)slado. Cando el !ristal est- (ibrando, el !ir!ito e0 i(alente se 2a!e '-s interesante. Un !ristal 0e (ibra a!ta !o'o n !ir!ito sintonizado. En la *igra &b, se obser(a el !ir!ito e0i(alente se obser(a el !ir!ito e0i(alente )ara señal alterna de n !ristal (ibra a s *re!en!ia *nda'ental o !er!a de ella. os (alores !ara!ter8sti!os son en 2enrios, C% en *ra!!iones de )i!o *aradio, R% en !ientos de o2'io y Co en )i!o *aradios. Ade'-s los (alores de el !orte, el es)esor y el 'onta
UNMSM - FISI
Página
Sistemas Digitales Informe Previo 2 Este ti)o de os!iladores los (a'os a en!ontrar !o'o el blo0e !entral sobre el !al se !onstrye n 'lti(ibrador !on 'lti)les *n!iones !o'o el CD&FF% y el CD&" 0e (ere'os lego. Para entender el *n!iona'iento b-si!o de este ti)o de os!ilador (ere'os n e
a salida de la !o')erta )ro)or!iona n (alor 7o 3 7DD )ara 7i @ 7T y 7o 3 " )ara 7i 7T. 7T nor'al'ente es el )nto 'edio entre 7DD y " es de!ir 7T 3 7DD $ os diodos de )rote!!i+n D% y D$ i')iden 0e 7i se ele(e )or en!i'a de 7DD B 7d o )o r deba
En la sigiente *igra (e'os n !ir!ito t8)i!o de n os!ilador astable !on !o')ertas CM;S in(ersoras.
UNMSM - FISI
Página !"
Sistemas Digitales Informe Previo 2
S)onga'os 0e al !one!tar el !ir!ito 7$ 0eda en estado alto, lego debido a la a!!i+n in(ersora de I$ la salida 7o estar- ba
Si !onsidera'os
UNMSM - FISI
lego reslta9
Página !!
Sistemas Digitales Informe Previo 2
Una obser(a!i+n i')ortante a desta!ar es 0e el !-l!lo de estos tie')os es 'y de)endiente del 7T de los transistores de los in(ersores 0e !on*or'an el os!ilador, ade'-s )or s )esto de la toleran!ia del !a)a!itor y la resisten!ia de la !onstante de tie')o. Para el !-l!lo as'i'os 0e9 )ero en la )r-!ti!a este )ede (ariar entre n 44 al =# de 7DD )or lo 0e *inal'ente deber- 2a!erse n a<ste a tra(1s de n )reset en serie !on la R de la !onstante de tie')o )ara obtener la *re!en!ia o el tie')o deseados. Esto (ale )or s )esto )ara todos los !ir!itos integrados 0e (ere'os lego 0e tienen !o'o base este ti)o de os!iladores !on !o')ertas CM;S.
UNMSM - FISI
Página !2