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Multivibrador Astable y Monoestable Minorta Ana Carolina
[email protected] Código: 60266526 Universidad de Pamplona, Facultad de Ingenierías y Arquitectura, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Sistemas y Telecomunicaciones, Programa de Ingeniería en Telecomunicaciones Pamplona, Norte de Santander, Colombia 14 de noviembre de 2012
Resume Resumen Un multivibrador es un circuito oscilador capaz oscilador capaz de generar una onda cuadrada. Según su funcionamiento, los multivibradores se pueden dividir en dos clases, de funcionamiento continuo, astable o de oscilación libre: genera ondas a partir de la propia fuente de alimentación. de funcionamiento impulsado: a partir de una señal de disparo o impulso sale de su estado de reposo. Si posee dos de dichos estados, se denomina biestable. Si poseen uno, se le llama monoestable. En su forma más simple son dos sencillos transistores realimentados entre sí. Usando redes de resistencias y condensadores en esa realimentación se pueden definir los periodos de inestabilidad. Un circuito integrado multivibrador muy popular es el 555, que usa un sofisticado diseño para lograr una gran precisión y flexibilidad con muy pocos componentes externos. Con base en lo anterior en este articulo se hablara específicamente de circuitos astables y monoestables.
Palabras clave: multivibrador, integrado,condensadores,retroalimentación. ABSTRACT A multivibrator circuit is an oscillator capable of generating a square wave. According to its operation, multivibrators can be divided into two classes, continuous operation, astable or free oscillation: waves generated from the power supply itself. driven operation: from a trigger signal or impulse leaves its resting state. If you have two of these states is called bistable. If you have one, it is called shot. In its simplest form two fedback transistors simple one another. Using networks of resistors and capacitors in the feedback can be defined periods of instability. A very popular multivibrator integrated circuit is the 555, which uses a sophisticated design to achieve high accuracy and flexibility with very few external components. Based on the above
astable,
monoestable,
circuito
in this article is specifically talking astable and monostable circuits. 1. Introducción En electrónica,un electrónica, un astable esun multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "cuasiestables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores. Entre sus múltiples aplicaciones se cuentan la generación de ondas periódicas (generador de reloj) y de trenes de impulsos. El monoestable eun circuito multivibrador que multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un
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periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho período, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aquí su nombre) y un estado casi estable. 2. MULTIVIBRADORES MONOESTABLES
ASTABLES
Y
2.1 MULTIVIBRADOR ASTABLE Este tipo de multivibrador es el que no tiene ningún estado estable,es decir la salida del circuito cambiará de un estado a otro sin tener uno fijo. Como cambia continuamente de estado, la tensión de salida tendrá una frecuencia que nosotros podremos definir. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores. Entre sus múltiples aplicaciones se cuentan la generación de ondas periódicas (generador de reloj) y de trenes de impulsos.En la Figura 1 se muestra el esquema de un multivibrador astable realizado con componentes discretos.
material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro. Supongamos que es TR-1 el que conduce primero. En estas condiciones el voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios, por lo que el C-1 comenzará a cargarse a través de R-2. Cuando el voltaje en C-1 alcance los 0,6 V, TR-2 comenzará a conducir, pasando la salida a nivel bajo (tensión próxima a 0V). C1, que se había cargado vía R-2 y unión base-emisor de TR-2, se descargará ahora provocando el bloqueo de TR-1. C-2 comienza a cargarse vía R-3 y al alcanzar la tensión de 0,6 V provocará nuevamente la conducción de TR-1, la descarga de C-1, el bloqueo de TR-2 y el pase a nivel alto (tensión próxima a Vcc (+) de la salida Y). A partir de aquí la secuencia se repite indefinidamente, dependiendo los tiempos de conducción y bloqueo de cada transistor de las relaciones R-2/C-1 y R-3/C-2. Estos tiempos no son necesariamente iguales, por lo que pueden obtenerse distintos ciclos de trabajo actuando sobre los valores de dichos componentes.
2.2 MULTIVIBRADOR MONOESTABLE Este multivibrador tiene la característica de tener solo un estado estable. Cuando llega una señal de disparo, el monoestable cambia el estado de su salida, manteniéndose en ese estado durante un tiempo prefijado; una vez transcurrido ese tiempo, volverá a su antiguo estado y ahí se quedará hasta que llegue otra señal de disparo.
Figura 1. Circuito multivibrador astable.
El funcionamiento de este circuito es el siguiente: Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciaran la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del
En la Figura 2 se representa el esquema de un circuito multivibrador monoestable, realizado con componentes discretos, cuyo funcionamiento es el siguiente: Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciarán la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R-3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro.Supongamos que es TR-2 el que conduce primero. El voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios (salida Y a nivel bajo), por lo que la tensión aplicada a la
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base de TR-1 a través del divisor formado por R-3, R-5 , será insuficiente para que conduzca TR-1. En estas condiciones TR-1 permanecería bloqueado indefinidamente. Pero si ahora aplicamos un impulso de disparo de nivel alto por la entrada T, el transistor TR-1 conducirá y su tensión de colector se hará próxima a 0 V, con lo que C1, que estaba cargado a través de R-1 y la unión base-emisor de TR-2, se descargará a través de TR-1 y R-2 aplicando un potencial negativo a la base de TR-2 que lo llevará al corte (salida Y a nivel alto) . En esta condición la tensión aplicada a la base de TR-1 es suficiente para mantenerlo en conducción aunque haya desaparecido el impulso de disparo en T. Seguidamente se inicia la carga de C-1 a través de R-2 y TR-1 hasta que la tensión en el punto de unión de C-1 y R-2 (base de TR2) sea suficiente para que TR-2 vuelva a conducir y TR-1 quede bloqueado. La duración del periodo cuasi estable viene definido por los valores de C-1 y R-2.
Figura 2. Circuito multivibrador monoestable.
2.2.1 MONOESTABLES INTEGRADOS Se encuentran monoestables integrados en varias familias lógicas, tanto TTL (9601, 74121 y otros) como CMOS (4047, 4528, ...). Son circuitos que comprenden parte analógica, que es la generación del pulso, y parte digital, que proporciona varias funciones lógicas entre las entradas y las salidas digitales.
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La precisión de la temporización depende de la parte analógica, que suele consistir en un generador de corriente que carga un condensador C (externo) y un comparador de tensión. Muchas veces el generador de corriente sólo es una resistencia R (externa o interna) conectada a Vcc. La duración del pulso es función de R·C , aunque la dependencia exacta depende del modelo. Entonces, las tolerancias de R y C aparecen directamente como errores en la duración del pulso, así como sus variaciones con la temperatura. Además es la parte más sensible al ruido. La parte digital les añade distintas prestaciones, produciendo diversos tipos de monoestables: Restaurable o resetable: Una entrada de reset permite interrumpir el pulso en cualquier momento, dejando el dispositivo preparado para un nuevo disparo. Redisparable (retriggerable): Permite reiniciar el pulso con un nuevo disparo antes de completar la temporización. Digamos que se tiene un temporizador de 4 ms, pero a los 2 ms de iniciado el pulso se realiza un nuevo disparo; la duración que se obtiene es de 2 + 4 = 6 ms. Los monoestables no redisparables sólo permiten el disparo cuando no existe ninguna temporización en curso. Es decir, en el ejemplo anterior ignoraría el segundo disparo y se obtendría un pulso de 4 ms solamente. Monoestable-Multivibrador : Son monoestables dobles (Dos, normalmente independientes) en la misma cápsula que permiten su conexión de forma que el fin del pulso generado por uno de ellos dispara al otro. Permiten el control preciso e independiente de los tiempos alto y bajo de la señal de salida.Para temporizaciones largas, se añaden contadores a un multivibrador que prolongan la duración del pulso. Por ejemplo, el ICM7242. El uso de monoestables en circuitos digitales está fuertemente desaconsejado, ya que añaden imprecisiones debidas a los componentes analógicos, mayor sensibilidad al ruido y a fuertes golpes , y aumentan el consumo en niveles altísimos y el tamaño es demasiado grande. En su lugar se utilizarán contadores digitales que generen las
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temporizaciones a partir de un reloj de referencia.
permaneciendo estacionado en ese valor hasta la generación de un nuevo pulso.
Además de los circuitos anteriores, existen circuitos con una parte digital muy reducida, que se pueden utilizar bien como monoestables o como multivibradores y existen tanto en tecnología bipolar como cmos. El NE555 es el paradigma de este tipo de circuitos.
Es importante resaltar dos intervalos de tiempo: el tiempo de modo "cuasi estable" y el tiempo de recuperación del condensador. La generación de un nuevo pulso debe respetar la suma de estos dos intervalos, de lo contrario prodría no obtenerse los resultados esperados.
2.2.2 MULTIVIBRADOR OPERACIONAL CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Tiempo en que el circuito se encuentra "cuasi estable"
El circuito de la figura 3 corresponde a un multivibrador astable ampliado con una etapa de disparo y un diodo fijador de voltaje en el condensador C1. Debe escogerse un valor de R4 mucho mayor a R1 para que, cuando el diodo D2 conduzca, sólo pase una pequeña corriente por él, permitiendo que el terminal V+ se aproxime al divisor entre R2 y R1. Inicialmente el operacional, por sus propias imperfecciones físicas, generará aleatoriamente una pequeña diferencia entre sus terminales, la cual rápidamente se regenerará a través de la realimentación del operacional, haciendo que éste entre en saturación alcanzando un estado estable indefinidamente. Si se inyecta una señal cuadrada a la entrada del disparador, compuesto por R4, C2 y D2, se producirá un impulso negativo en el terminal no inversor. Si inicialmente el circuito se encontraba en modo de saturación positiva el pulso establecerá una diferencia entre los terminales suficiente para cambiar el modo a saturación negativa, a partir de este momento el multivibrador entra en un estado "cuasi estable". El condensador C1, fijado a la tensión del diodo D1, comenzará una descarga tratando de alcanzar el voltaje de saturación negativa, pero al superar negativamente el valor del divisor de tensión entre R1 y R2, conmutará nuevamente a saturación positiva. El condensador volverá a cargarse con una constante de tiempo C1*R3 buscando el voltaje de saturación positiva hasta encontrar el voltaje del diodo D1,
Figura 3. Circuito multivibrador operacional con amplificador operacional
3. Conclusiones
Se denomina multivibrador a un grupo de temporizadores que tienen unas características especiales.
Multivibrador astable que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "quasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores.
El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior,
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cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho periodo de tiempo, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aquí su nombre) y un estado casi estable.
4. Infografía http://material.fis.ucm.es/cromero/ELECTRONICA%20NI VEL%20III.pdf Día de consulta: noviembre 12 del 2012 9:47 a.m
http://es.wikipedia.org/wiki/Monoestable Día de consulta: noviembre 12 del 2012 13:42 p.m http://es.wikipedia.org/wiki/Multivibrador Día de consulta: noviembre 13 del 20112 19:42 p.m
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