Circuitos generadóres de pulso de reloj

Rafael Eduardo Pérez SolísWilberth Francisco Manzano Alonzo

Josué Guillermo Martinez ÁvilaSonia Dzul Barrera

Alberto Santos Romero

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR PROGRESO

13 de noviembre de 2012

Resumen

El circuito generador de pulsos de reloj lo podemos diseñar con diferentes tipos de circuitosintegrados, su funcíon es la de enviar una senal en determinado momento o tiempo haciendo calculode estos mismos, el diseño de este generador de pulso es de gran importancia por que su uso va desdesencillos circuitos para hacer prender un led en determinado tiempo hasta controlar el tiempo en que unabomba se debe prender y apagar en determinado momento, tiene multiples funcíones que lo unico que lalimita es tu imaginacíon.

1. Temporizador 555

Existen en el mercado un conjunto de circuitosintegrados denominados temporizadores (timers) es-pecialmente diseñados para realizar multivibradoresmonoestables y astables. El temporizador 555 (NE555de Signetics en versión bipolar y TLC555 de TexasInstruments en versión CMOS) es un circuito integradobarato y muy popular que fue desarrollado en 1972 porSignetics Corporation. En la figura 1 se muestra el dia-grama circuital de este temporizador. Está constituidopor dos comparadores, un flip-flop SR y un transistorque actúa como un elemento de conmutación. Las tresresistencias en serie de valor R definen las tensiones decomparación a 1/3V CC y 2/3V CC.

En la figura 2 se presenta al 555 en la configuraciónmonoestable. Al aplicar un pulso negativo en Vi conuna tensión inferior a 1/3VCC, el condensador C secarga libremente a través de R. Este proceso de cargafinalizará cuando la V c = 2/3V CC, en cuyo caso seproduce la descarga brusca de C a través del transistorde salida. El pulso de salida tiene una duración T,especificado por el tiempo que tarda el condensador

en pasar de ∼ 0V a 2/3V CC, viene definido por lasiguiente ecuación T = RCln3 ≈ 1,1RC.

En la figura 3 se presenta al 555 en la configuraciónmultivibrador astable. En este caso el condensador varíasu tensión entre 1/3V CC y 2/3V CC. El proceso decarga se realiza a través de RA+RB y el de descarga através de RB. Como resultado se genera a la salida unaonda cuadrada no-simétrica definido por dos tiempos T1y T2. T1 = (RA + RB)Cln2R ≈ 0,69(RA + RB)Cy T2 = RBCln2 ≈ 0,69RBC

Figura 1: Diagrama circuital de temporizador 555

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Figura 2: Configuracion monoestable

Figura 3: Configuracion astable

2. Calculos

En los calculos se puede utilizar un valor supuestopor nosotros en la formula, ya que hay dos incogni-tas de por medio pero una hay que suponerla parahallar la otra y el tiempo es valor conocido ya pornosotros,consideramós de vital importacia los valoréscomercíales ya que supondremos el valor de el capac-itor por que son los que menos varian en el mercado.Luego al haber sustituido y despejado en las formulasde las dos configuraciones podemos obtener una astabley monoestable.

3. Ejemplo prático de monoestable

Supongamos que te pidan la configuracion de un mo-noestable donde te dicen que el tiempo de duracíon quees 1s pues suponiendo un capacitor con valor real enel mercado en este caso 47mF en tonces sustituyendoquedaria:

T = 1,1RC

R = T1,1C

R = 1s1,1×47mF

R = 19,34kΩEntonces en base a estos calculos podemos decir que yacalculamos los valorés de los componentes para realizar

la configuracion monoestable en la figura 4 lo hemossimulado en proteus.

Figura 4: Simulacion monoestable

4. Ejemplo práctico de astable

Para los calculos del astable podemos considerar quelos tiempos de referencia son:T1 = 0,7s y T2 = 0,3s.Para hallar el valor de la R2 primero tenemos que uti-lizar la formula de:

T2 = 0,693R2C

R2 = T20,693×C

R2 = 0,3s0,693×47mF

R2 = 9,21kΩCon base en este valor obtenido de R2 podemos hallarla R1 con la sigueinte formula propuesta en la teoría:

T1 = 0,693(R1 + R2)C0,7 = 0,693(R1 + 9,21kΩ)(47mF )

R1 = 0,7s0,693×47mF − 9,21kΩ

En la figura

5 se reprenta una simulacion de lo resuelto

Figura 5: Simulacion astable

Referencias

[1] Gustavo A. Ruiz Robredo 1a Edición:Junio-2001Servicio de Reprografía Facultad de Ciencias Uni-versidad de Cantabria España

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