Guia Multivibrador Electronic A III

5/7/2018 Guia Multivibrador Electronic A III - slidepdf.com

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ING. Alexander Ramírez Electrónica III Página 1

ELECTRONICA III.

Prof. Ing. Alexander Ramírez

CIRCUITOS TEMPORIZADORES

El circuito electrónico que más se utiliza tanto en la industria como en circuitería

comercial, es el circuito temporizador o de retardo, dentro de la categoría detemporizadores, cabe destacar el más económico y también menos preciso

consistente en una resistencia y un condensador, a partir de aquí se puede contar con

un sinfín de opciones y posibilidades. A continuación se tratarán unos tipos sencillos

para adquirir conocimiento de cómo conseguir un retardo en un sistema que no

requiera gran precisión y terminaremos por analizar un temporizador de mayores

prestaciones y precisión.

Cuando necesitamos un temporizador, lo primero que debemos considerar es la

necesidad de precisión en el tiempo, base muy importante para determinar los

elementos que vamos a utilizar en su concepción y diseño.

Como se ha mencionado anteriormente un temporizador básicamente consiste en un

elemento que se activa o desactiva después de un tiempo más o menos

preestablecido. De esta manera podemos determinar el parámetro relacionado con el

tiempo que ha de transcurrir para que el circuito susceptible de temporizarse, se

detenga o empiece a funcionar o simplemente cierre un contacto o lo abra.

EL MÁS SENCILLO.

El más simple de los retardos, requiere de una resistencia de cierto valor y un

condensador de considerable capacidad.

Veamos, se necesita un retardo en una máquina cizalla de corte, la cual conlleva

cierto riesgo de accidentar al operario que la maneja.

1. Necesitamos un sistema de seguridad para que sólo cuando el operario esté

fuera de peligro, la cuchilla pueda bajar.

Instituto Universitario Politécnico“Santiago Mariño”

Departamento de Ingeniería Electrónica

Sede Ciudad Ojeda




2. Otro sistema de seguridad, consiste en producir un retardo y al mismo tiempo

un sonido o luz intermitente de aviso.

El primer caso, se puede lograr con la combinación de unos fines de carrera y un par

de pulsadores, localizados fuera del recorrido de la cuchilla y sus alrededores.

Para el segundo punto, podemos optar por un diodo rectificador D1, una resistencia

R1 y un condensador C1. El montaje sumamente sencillo se muestra en la figura 1.

Fig. 1

El diodo D1 se encarga de rectificar la corriente proporcionada por un secundario de

un transformador o simplemente de la red a la que se conectará el equipo al que se

ha de controlar, para lo cual deberá observarse las precauciones básicas y

elementales a la hora de seleccionar los diferentes elementos mencionados,

respetando un margen de seguridad en la tensión a la que se someterán en elmontaje.

A continuación se intercala la resistencia R1 que será la responsable directa del

tiempo de carga del condensador, es decir, a mayor valor óhmico le corresponde un

mayor tiempo de carga del condensador.

El siguiente elemento, el condensador, debe escogerse de una considerable

capacidad cosa muy determinante, pero sin perder de vista la tensión a la que se verá

sometido, para evitar que se perfore y quede definitivamente inservible. A la hora de

elegir el condensador, es conveniente considerar su tamaño y siempre que sea

posible debería optarse por un modelo electrolítico (de ahí el uso del diodo), comodigo electrolítico debido esencialmente a la mayor capacidad y menor tamaño, cosa

que en algunos casos no es posible, utilizando en tal caso uno de los no polarizados

industriales de unos 8 a 12 µf y por seguridad 400V, los que suelen utilizar en los

motores de las lavadoras o frigoríficos.




Bien, veamos que ocurre cuando se aplica una tensión a la figura 1 a, la corriente al

atravesar el diodo D1, se rectifica a media onda, esto la reduce aproximadamente a

la mitad, esta tensión se enfrenta al paso de la resistencia R1, que le restringe su

paso a un valor previsto por el diseñador.

A la salida de R1, la tensión se precipita para cargar el condensador C1, que es elcamino que menor resistencia le ofrece y, ese tiempo de carga, justamente es el

tiempo que se pretende controlar, ya que durante ese tiempo de carga, la corriente no

fluirá más allá del condensador. Hay que tener en cuenta que el tiempo de carga, no

representa más que dos tercios (2/3) de la capacidad total de C, rebasada la cual, la

corriente empezará a fluir hacia el siguiente elemento conductor que encuentre,

terminando así el retardo.

De lo expuesto, se puede asegurar que la corriente que atraviesa el circuito, recorre

dos caminos; uno el representado por la línea de trazos (Ic) durante los primeros 2/3

de carga, y otro, el de la salida (Id). La salida puede conectarse a un relé que seencargará de producir el efecto deseado conectar/desconectar, según lo previsto.

Este caso digamos que es el directo, también se puede utilizar una forma más,

digamos sofisticada, a esta se conecta el relé RL, en serie con la resistencia R1, a la

cual se le calculará su valor, de manera que la corriente que la atraviese, active el

relé sólo cuando el condensador C, se haya cargado. La tensión de trabajo del relé

deberá ser la que corresponda a la tensión nominal de alimentación del circuito, para

evitar que se queme cuando se active mediante la corriente de paso en carga.

En ambos circuitos, se percibe que el control no es tal, ya que la carga del

condensador se ve influenciada por muchos imponderables, además de poco fiable.

Se necesita un mayor control y rango de tiempos.

La solución puede estar en los transistores que permiten un mayor control de los

diferentes parámetros. Debido al control de ganancia y paso de corriente que nos

permite el transistor y mediante un montaje adecuado, podemos lograr una mejora

en los tiempos y por lo tanto más fiabilidad, al utilizar condensadores más pequeños.

Véase en la figura 2, el aparato formado por T1 y T2 a los que se ha añadido un

tercer transistor para mejorar la carga del relé a su salida. El funcionamiento de la

aparato se determina mediante el ajuste de los potenciómetros P1 y P2, obteniendo

un mejor control de amplitud del tiempo de retardo.

No obstante y a pesar de lograr una considerable reducción en la capacidad de los

condensadores, lo que conlleva una mayor seguridad y control, no es bastante fiable

en algunos casos y la industria necesitaba algo más compacto que le dotara de

tiempos más largos y fiables. Esto se lograría mediante el circuito integrado

temporizador 555.




Fig. 2

EL TEMPORIZADOR 555

Creo que es hora de que utilicemos un circuito integrado, en la industria se viene

utilizando desde los años 70, uno muy popular que además de sencillo es muy eficaz

y versátil a la hora de producir temporizaciones, estoy hablando del trillado 555, que

nos permite construir un temporizador mediante unos pocos componentes de bajo

costo. Su estabilidad con la temperatura es de 0'005 % por grado centígrado. Aquí,

se describen de forma simple algunos aspectos de este CI. En el manual de

especificaciones, se entrará con mayor detalle.

Veamos el esquema teórico en la figura 3 en la versión como monoestable y en la

figura 4, con el modo astable.




Fig. 3 Fig. 4

Aplicando una señal de disparo, el ciclo de temporización se inicia y una balanza

interna le inmuniza frente a futuras señales de disparo. Al aplicar una señal dereposición (rest), el ciclo de retardo se interrumpe dándose por finalizada la

temporización. Entre sus características más importantes, hay que destacar el amplio

margen de control de tiempo desde microsegundos a horas.

Funcionando como astable o monoestable, el ciclo de trabajo es capaz de

proporcionar 200 mA de corriente en su salida.

Funcionamiento monoestable

Cuando la señal de disparo está a nivel alto (ej. 5V con Vcc 5V) la salida se mantiene anivel bajo (0V), que es el estado de reposo.

Una vez se produce el flanco descendente de la señal de disparo y se pasa por el valor de

disparo, la salida se mantiene a nivel alto (Vcc) hasta transcurrido el tiempo determinadopor la ecuación:

T = 1.1*Ra*C

Es recomendable, para no tener problemas de sincronización que el flanco de bajada de laseñal de disparo sea de una pendiente elevada, pasando lo más rápidamente posible a un

nivel bajo (idealmente 0V).

NOTA: en el modo monoestable, el disparo debería ser puesto nuevamente a nivel altoantes que termine la temporización.

En el apartado anterior vimos cómo producir un retardo o temporización, la referida

figura 3 está aquí, el esquema que se presenta es bastante sencillo y corresponde a

un montaje monoestable, el cual se caracteriza por el modo de conexión de el pin 2,

Disparo, la cual debe permanecer en nivel alto, hasta el momento de empezar la

temporización, hemos de hacer notar que el pin 2, debe ser repuesta a su nivel alto,




antes de terminar la temporización, si se quiere ampliar el retardo, para evitar

disparos fortuitos que variarían el tiempo previsto.

La salida es capaz de entregar una corriente de 200 mA máximo, en caso de

necesitar más corriente, utilizar un relé con contactos que soporten una mayor

corriente. Mientras el pin de disparo esté a nivel alto, la salida el pin 3, permanecerá

a nivel bajo, esto debe tenerse en cuenta, para un mejor aprovechamiento deldispositivo.

Mediante este principio de esquema, podemos trazar un temporizador que encienda

o apague una luz con un retraso de tiempo que vendrá calculado mediante la

siguiente fórmula:

T = 1.1*Ra*C

Fig. 5

En la figura 5, se presenta el esquema que cumple con las exigencias descritas, con

un retraso en el enciendo o apagado, de un diodo led. El circuito como se menciona,

puede utilizarse tanto para el encendido como para el apagado de un diodo led o una

lámpara, así mismo mediante un relé, se puede poner en marcha o parar un motor.

En las figuras, se pueden cambiar el diodo led, por un relé para dotar si es necesaria

de mayor potencia a la salida. En el caso de necesitar encender el led durante un

tiempo previsto, dicho led se conectará entre la salida, el pin 3 y el negativo,

permaneciendo encendido hasta transcurrido el tiempo establecido desde el impulsode disparo, figura 6, un pulso de puesta a cero en el reset reiniciará el retardo. Una

posible aplicación de seguridad, emitir una señal de alarma durante un período de

tiempo desde que se da la señal corte, hasta que baja la cuchilla de la cizalla,

evitando así accidentes laborales.




Fig. 6

En el segundo caso, o sea, necesitamos que el led, permanezca apagado durante un

tiempo desde que se aprieta un pulsador y permanezca apagado hasta que vuelva apulsarse. En este caso se conectará el led entre el Vcc de la alimentación y el pin 3

de salida, ver figura 7. Una aplicación sería que no se abra la puerta del garaje hasta

que se le dé la señal y pasado ese tiempo se cierre de nuevo hasta la siguiente señal

de apertura.

Fig. 7

Estos son dos ejemplos bastante corrientes y que pueden ponerse en práctica en

cualquier momento por parte del alumno o del profesional en las labores habitualescon total seguridad. Como se verá, la resistencia Ra, es conveniente ponerla del tipo

ajustable para que sea más práctico el montaje. En la figura 8, se muestran las

señales de disparo flanco de subida, t el tiempo de retardo y de salida del esquema

monoestable.




Fig. 8

Funcionamiento astable.

En este caso es la figura 9, la que nos presenta el esquema básico de este modo de

funcionamiento. Puede ser interesante conocer su funcionamiento como astable

(también llamado redisparable ya que eso es lo que hace, produciendo así cierta

frecuencia), ya que uniendo sus terminales 2 y 6, el circuito se auto dispara y trabaja

como multivibrador.

Es de destacar que, el comportamiento de este esquema, a grandes rasgos, genera

una señal cuadrada en el tiempo, es decir, en la salida, el usuario dispone de una

señal cuadrada con un ciclo de completo que viene determinado por la formula:

F = 1/T = 1.44 / [C*(Ra+2*Rb)]

Fig. 9

El condensador C1 se carga a través de Ra+Rb y se descarga a través de Rb. De esta

forma, dimensionando adecuadamente los valores de Ra y Rb, se pueden modificar a

voluntad el ciclo de trabajo (duración estado alto - duración estado bajo), ver figura

9.




La señal cuadrada tendrá como valor alto = Vcc y como valor bajo = 0V

(aproximadamente). Si se desea ajustar el tiempo que está a nivel alto y bajo al 50%,

se deben aplicar las fórmulas:

Salida a nivel alto: T1 = 0.693*(Ra+Rb)*C

Salida a nivel bajo: T2 = 0.693*Rb*C

En la figura 10, se presenta las señales del circuito astable con un ciclo del 50%. La

duración del estado alto depende de Ra y Rb, mientras que la duración del estado

bajo, depende de Rb.

Fig. 10

En alguna aplicación muy concreta, puede aprovecharse esta particularidad que

ofrece el montaje astable, al producir un ciclo alto-bajo del 50%, lo que nos

permitirá (dimensionando adecuadamente los valores de las resistencias y el

condensador), disponer de un período activo seguido de otro período inactivo,

ambos lo suficientemente largos según nuestras necesidades.

Este último circuito integrado, con sus posibilidades, nos puede servir en muchos

casos, pero ya que somos perseverantes y son muchos los caso en los que los

tiempos a controlar deben ajustarse al tiempo real, debemos pensar en un circuitocon mayores garantías de lo que hemos visto hasta ahora.

Puede encontrar más información sobre el circuito 555 en el tutorial descrito en este

enlace.

Hasta aquí, hemos tratado de alguna forma los principios de los temporizadores,

desde lo más rutinario, que normalmente no utilizaremos, por lo obvio que resulta su




falta de seguridad, hasta el más popular de los circuitos integrados, como el 555, con

sus dos vertientes de monoestable, en el caso de necesitar disparar el retardo por

cualquier medio y astable, en el caso de necesitar un multivibrador o generador de

frecuencias.

En esta parte, vamos a dar un paso más en la maraña de posibilidades que se nospueden presentar para trazar un temporizador o disparador con una señal, retardo de

tiempo programado.

En un principio, nos proveeremos de un circuito integrado de la familia CMOS,

utilizaremos éste, porque el margen de tensión para su alimentación y bajo consumo,

es bastante ancho con respecto al de otras familias. El circuito integrado en cuestión

el CD4093, se trata de 4 puertas NAND (NO-Y) de 2 entradas, que es muy popular y

económico, cuyos pines y tabla de la verdad, se pueden ver en la figura 11,

obsérvese la particularidad de las puertas NAND, siempre que una entrada se

encuentre a nivel 0, la salida se encontrará a nivel 1.

A B S

0 0 1

0 1 1

1 1 0

Tabla de la

verdad

Fig. 11

Bien, otra particularidad no muy conocida de las puestas lógicas es, su capacidad de

amplificación, que si bien es de baja ganancia y corriente de salida, no impide que la

podamos utilizar en modo amplificador analógico, como vamos a hacer en este

ejemplo, aunque como siempre sin entrar en pormenores y formulas para un estudio

exhaustivo ya que, no es el caso.

Función Monoestable

Tomemos una de las 4 puertas disponibles en el 4011B y conectaremos el pin 1

entrada a el pin 14 que, es el positivo de alimentación, la otra entrada el pin 2, por

un lado la conectaremos a la unión de una resistencia R1 y el terminal positivo de un

condensador electrolítico C1, el polo negativo del mismo a masa o negativo de la

alimentación, el otro extremos de la R1 lo conectamos al positivo de alimentación,

como se aprecia en la figura 12.




Cuando a la entrada E, le aplicamos un impulso, en la salida, el pin 3, podemos

comprobar que tenemos un pulso de cierta duración, que viene determinado por R1

(50k<R1<1M) y el condensador C1 (100pf<C1<1µf), véase la figura 12.

Fig. 12

Se debe amplificar esta señal mediante un transistor, con una resistencia de R2=10k

en la base y otra en el emisor de 1k, donde se obtendrá la salida no invertida. El

motivo por el cual se debe utilizar este transistor separador, es precisamente para

evitar cargar en exceso la salida de la puerta provocando un desequilibrio en su

normal funcionamiento y sobre todo porque la corriente de salida de estas puertas es

muy baja.

Fig. 13




En cuanto al pin 1 de la puerta que, ahora tenemos conectada al positivo de

alimentación, si la desconectamos y la tiramos a masa temporalmente, mediante una

resistencia R3 (10 k), nos sirve como control de inicio de la temporización, véase la

figura 13.

Función astable

Ahora, vamos a proceder con el conexionado de la puerta como funcionamiento

multivibrador o astable, el cual producirá una frecuencia dentro de los márgenes de

la familia CMOS, entre los 0'1 Hz. y los 20MHz. En este caso, la disposición de el

pin 1, nos servirá como bloqueador de la oscilación, cuando la dejemos puesta a

masa por medio de R3. Cuando la queramos habilitar, la pondremos a nivel 1

conectándola al +Vcc, lo que hará que entre en oscilación.

Si la habilitación y deshabilitación la producimos de forma controlada con una

frecuencia baja, se comportará como una portadora, produciendo lo que llamamostrenes de impulsos. Véase la figura 14.

Fig. 14a y 14b

Esta forma de conseguir realizar un temporizador o un oscilador controlados, puede

servirnos en multitud de casos, pero sigue siendo muy ineficiente, me explico, no

tenemos un control del tiempo real transcurrido, es muy poco fiable, no se puede

decir que sea exacto. Para lograr controlar los tiempos de retardo con una precisión

de centésimas de segundo o mejor, tenemos que servirnos de la tecnología digital en

su forma más natural, es decir mediante una señal de reloj.

Se trata de forma simple cómo generar una señal de reloj con alta precisión,

realizada mediante un cristal de cuarzo de uso cotidiano, así obtendrá una serie de




señales patrón, de forma económica tanto para el profesional como para el

estudiante.

El circuito temporizador digital tiene que cubrir las mismas prestaciones que los

analógicos y además obtener la máxima exactitud posible, lo que le confiere unas

posibilidades adecuadas para la mayoría de los casos.

Hemos tratado la forma de realizar un temporizador o un oscilador controlado, que

puede servirnos en multitud de casos, también vimos que no es muy eficiente, por

falta de un control del tiempo real transcurrido, es por esto muy poco fiable. Vamos

a utilizar la tecnología digital para conseguir una señal de reloj, es decir, una señal

de 1herzio/segundo, para a partir de ella lograr una temporización con la mayor

fiabilidad posible.

Veamos cómo conseguir lo propuesto. En principio, tomaremos la base del contador

descrito vemos la forma de conexión del circuito integrado 74HCTLS192 junto atres puertas NAND de dos entradas, mediante las cuales conseguiremos que el

contador así dispuesto, avance o retroceda en su cuenta dependiendo de la posición

del conmutador C up/dw, dispuesto a tal efecto.

Dos de las tres puertas NAND, se utilizan para direccionar el modo de cuenta arriba

(avanzando) o abajo (retrocediendo), el efecto se logra con la tercera puerta

conectada como inversor, al unir sus dos entradas al contacto común del conmutador

de cuenta C up y al mismo tiempo a las entradas libres de estas dos puertas. La

salida de cada puerta NAND se conecta una a Eu y la otra a Ed del 74HCTLS192,

observar que ambas son complementarias entre sí, ya que es condición necesaria.

La cuenta puede iniciarse en cualquier punto, incluso diferente de 0(cero), es decir,

podemos preestablecer el punto de conteo y la dirección de la cuenta según nos

convenga en cada caso, mediante los mini-dips de preselección MD.

Bien, ahora fijémonos en las dos salidas del 74LS192, al Sc (salida de acarreo) y Sb

(salida de borrado), aquí en estas dos a los pins, aquí está la clave del temporizador.

Estando en la función de conteo hacia arriba, cuando la cuanta llega a 9, la salida Sc,

se pone en nivel H (alto) y permanece así hasta que el contador pasa a 0 (cero), lo

que sirve para pasar una unidad de cuenta al posible contador siguiente de lasdecenas. En cambio en la función de regresión o conteo hacia a 0, la salida Sb, no se

activa hasta que dicha cuenta no pasa por 0, descontando una unidad en el contador

de la anterior década si es que existe.

Para comprender, vamos a considerar que tenemos un contador como el descrito con

dos dígitos, lo que supone poder contar 100 unidades, desde 00 hasta 99, además, el

contador lo hemos preseleccionado de manera que cuente desde 00 hasta 99.




Cada vez que le llega un impulso de conteo al pin de entrada Eu, el display nos

muestra en el primer dígito que cambia de 0 a 1 en el primer paso, de 1 a 2 en el

segundo y así sucesivamente, pero qué ocurre cuando llega a 9. Que cuando rebasa

dicha cuenta por llegar un nuevo impulso, el contador pasa de nuevo a 0, lo que hace

que el pin de salida Sc, envíe a su vez un impulso de la misma duración que el de

entrada hacia el siguiente contador, propagando de esta forma la cuenta más allá de9, reflejándose en el segundo dígito que hasta ahora marcaba 0 y pasa a su vez a

marcar 1 (una decena).

El conjunto de los dos dígitos del display muestran sucesivamente 00, 01, 02, 03, 04,

05, 06, 07, 08, 09, 10 y así continúa mientras le lleguen impulsos de conteo a la

puerta de entrada. Qué ocurre cuando la cuenta llegue a 99, sencillamente la salida

Sc del segundo contador nos dará un nivel alto durante el paso del impulso de 99 a

00 que es el siguiente número a mostrar, reiniciándose la cuenta.

Bien, llegados a este punto, aprovecharemos este impulso de la salida Sc delsegundo contador, para mediante una resistencia, conectada a la base de un transistor

activar la carga que deseemos aplicar a su salida. Dado que el primer dígito del

contador también dispone de una salida Sb, esta se aplicará a través de la resistencia

adecuada a la base del transistor que activará la carga puesta en su colector al pasar

el contador de 99 a 00.

Se deduce que la carga del transistor dispuesto se activará cada 100 impulsos de

reloj o lo que es lo mismo 100 segundos, ahora bien, si queremos que las cuentas

nos salgan redondas y ya que hablamos de tiempo, sería interesante que los pulsos a

contar se consideren minutos, es necesario poner el segundo contador en 6 mediante

los preselectores y de esta forma, contará 60 segundos cada vez que pase por 00,

tanto si cuenta como si descuenta. Se dispone de un pulsador Clear, para reponer la

cuenta y digo reponer debido a que la cuenta como se indica puede empezar desde el

punto que se desee.

Es conveniente ver la siguiente figura, para aclarar las dudas.

Fig. 15




Este modo de aplicación de un contador digital para producir un temporizador, sin

duda es más complejo que cualquiera de los descritos anteriormente, no obstante

hemos de convenir en que, a la hora de utilizarlo resultará más flexible, más fiable y

exacto que cualquiera de aquellos. Esta forma, nos permite preestablecer con total

precisión, los tiempos de retardo necesarios para cada necesidad, además de

permitirnos una visión directa, mediante la presentación gráfica con unos dígitosdispuestos a tal efecto, lo que podemos apreciar en la siguiente figura 16, en la que

se puede apreciar el transistor Tr de salida con el relé Rc de carga y su diodo D1de

seguridad, para evitar la destrucción del transistor.

Fig. 16

Finalmente, el relé que activará el transistor, tan sólo se activa por un instante, es

decir, durante el ancho del impulso de conteo, esto se soluciona añadiendo un

pequeño circuito, que mantenga dicho estado de activación durante un período

conveniente, según la necesidad que tengamos.




DISEÑO DE CIRCUITOS MULTIVIBRADORES ASTABLE.-

1.- Para el circuito de la figura determinar los parámetros eléctricos de este según

datos:

DATOS: Rc1= Rc2= 1,5 k - C1 y C2= 22 F -Vcc=18v .- = 95.- VBE = 0,65

v.-

DESARROLLO : 1.- Calculo de IC para ambos transistores en saturación o conducción :

2.- Calculo de la corriente IB para ambos transistores en saturación oconducción.-

3.- Calculo de RB1 = RB2 , aplicando la ecuación de la malla de entrada

.121500

18

1mA IC

RC

VCC IC

.252

.

..12695

10123

A IB

N CONMUTACIÓ LA ASEGURARPARA

IB LA DUPLICAR DEBE SE A IB IC

IB

.6921

10252

65,01821

6

K RB RB IB

VBE VCC RB RB RB DE DESPEJE VBE RB IBVCC




4.- Calculo de los tiempos de nivel alto y nivel bajo , con la ecuación de la carga

y descarga del condensador :

El tiempo t2 es idéntico ya que el circuito es simétrico.-

5.- Calculo del período de la señal cuadrada generada :

6.- Calculo de la frecuencia de la señal cuadrada :

7.- Forma de onda generada por el

Multivibrador Astable Simétrico en su salida , entre colector y emisor VCE2 ,

formada por niveles altos y bajos ,y flancos ascendentes y descendentes

.1110221069693,01693,0163 Segt t C RBt

.21221 SegT t T t t T

.5,02

11 Hz f T

f




DISEÑO DE UN MULTIVIBRADOR MONOESTABLE :.- Para el circuito Multivibrador Monoestable o Temporizador de la figura,

determinar los parámetros eléctricos de este y el tiempo inestable del pulso de

salida:

DATOS: Rc1=1 k - Rc2=2 k - Rb1=220 k - Rb2= 82 k .- C= 47 F .- 1=12

Vcc= +15v.- VBE = 0,68 v.

DESARROLLO:-Se trabaja primero sobre el transistor N°2 que presenta una polarización estable y

se determinan los parámetros eléctricos de este, según datos entregados utilizando

ecuaciones de malla de entrada y teorema de Thevenin :

1.- Calculo de la corriente de saturación IC2 :

2.- Calculo de la corriente en saturación IB2 se utiliza teorema de thevenin y con

este se calcula Rth y Vth :

Por tanto la ecuación de la malla de entrada de Q2 será :

.5,72102

15

22

3mA IC

RC

VCC IC

.60

10220821

1022010821

121

1213

33

K Rth Rb Rb RC

Rb Rb RC Rth

.9,1010220821

10220

15121

13

3

V Vth Rb Rb RC

RbVCC Vth

.,1702

1060

68,09,1022.2

3

A IB Rth

VBE Vth IB IB DESPEJASE VBE Rth IBVth




A continuación se determinan los parámetros eléctricos del transistor N°1,

El cual dará el estado inestable al circuito cuando se aplique un pulso de disparo en

la entrada ( negativo en base de Q2 para sacarlo de saturación ).-

Al entrar en conducción Q1 se presentan los siguientes parámetros eléctricos :

3.-Calculo de IC1 En saturación :

4.- Calculo de IB1 en saturación :

5.- Calculo de Rb por ecuación de malla de entrada :

6.-

Calculo del tiempo inestable del pulso de salida asimétrico:

7.- Pulso Vo de salida el cual temporiza solo 1,86 segundos:

8.-En este tipo de circuito no se puede calcular ni período de la señal ni frecuencia

ya que los tiempos estables e inestables no son idénticos ni parecidos , además que

el tiempo estable no se puede calcular.-

.151101

15

11

3mA IC

RC

VCC IC

.2501.1251120

1015

1

11

3

A IB DUPLICAR DEBE SE A IB IC

IB

.3,57

10250

68,015

1.1

6

K Rb

IB

VBE VCC Rb Rb DESPEJASE VBE Rb IBVCC

..86,11047103,57693,0693,063 Segt t C Rbt




9.- Cuando se requiere calcular los valor de Rb1 y Rb2 en la malla de entrada del

transistor Q2 , trabajando con las formulas de Rth y Vth se llega a :

-Por tanto para el cálculo de Rb1 o Rb2 se debe conocer Rth y Vth.-

DISEÑO DE CIRCUITOS DISPARADORES SCHMITT – TRIGGER.-

.- Para el circuito Schmitt-Trigger de la figura , determinar los parámetros eléctricos

en base a los datos entregados :

Condición del circuito Rc1 Rc2

DATOS: VCC= 45v.- VBE = 0,70 v.- Via1 = 4,8 v.- Via2 = 6,2v.- (valores instantáneos de la señal de entrada que provocan cambios en el pulso

de salida Vo) RC2 = 1,8 K.- VTH =VCC/ 3.- 2= 162.-

1.- Calculo de las tensiones en la resistencia de emisor cuando conduce Q2 y

cuando conduce Q1, VE1 y VE2.-

VthVCC

RVth Rb

RC R Rb

Vth

RthVCC R

Rb RC R

1

.12

.

.21




Al aplicar la tensión VCC con señal de entrada Via1, se encuentra en saturación

Q2, por tanto se determinan los parámetros eléctricos de Q2 primero.-

2.- Calculo de IC2:

3.-

Calculo de RE, ya que IC2=IE2, por tanto :

4.- Calculo de IB2 :

5.- Para determinar R1 y R2 se necesita conocer Rth y Vth , por tanto se debe

proyectar Re del emisor a la base de Q2 multiplicando su valor por (2 + 1 ) y

determinar la ecuación de la malla de entrada :

6.- El valor de Vth será la tercera parte de VCC.-

7.- Calculo de R1 y R2 :

Pero no se conoce RC1 , por tanto se calcula primero la VE1 y IC1, siendo VE1 la

tensión en RE debido a la conducción de Q1 :

.5,522222 V VE VBE ViaVE VE VBE Via

.9,2121800

5,545

2

22

0222222

mA IC RC

VE VCC IC DESPEJANDO

V VCE QSATURACÍÓN EN VE VCE RC IC VCC

..251

109,21

5,5

2

23

RE

IC

VE RE

.2712.1352162

109,21

2

22

3

A IB DUPLICASE A IB IC

IB

2

212

.122

IB

VBE IB RE Vth Rth

Rth DESPEJASE VBE RE Rth IBVth

..8,1110271

7,010271163251156

6

K Rth Rth

_:153

45

3V Vth

VCC Vth




-Calculo de RC1 :

Por tanto ahora sí se puede determinar R1 y R2

Por tanto se determinan todos estos parámetros eléctricos para generar en la salida

del circuito un pulso que presenta dos tensiones de disparo:

V1 = VE2 + VCE2.- donde VCE2 0 V.-

V2 = VE1 + VCE2.- donde VCE2 VCC.-

..7,1721545

104,35152

..9,321105,24,35111

.11..4,3515

108,1145

3

3

3

K RVthVCC

RVth R

K R R RC R R

DESPEJANDO R RC RK RVth

RthVCC R

..01.1111..3,161251

1,41

1

..1,417,08,411111

V VCE VE VCE RC IC VCC mA IC RE

VE

IC

V VE VE VBE ViaVE VE VBE Via

..5,21

103,16

1,445

1

11

3K RC

IC

VE VCC RC




Circuitos Multivibradores

Tipos de Multivibradores:

•Multivibradores Biestables: Presentan dos estados estables. Requiere de una

excitación externa para el cambio de estado.

•Multivibradores Monoestables: Presentan un estado estable y uno semiestable.

Requiere de una excitación externa para el cambio de estado.

•Multivibradores Astables: Presentan dos estados semiestables. No requiere de una

excitación externa para el cambio de estado

Circuito Inversor

Para encedido

Para

apagado




Multivibrador biestable con BJT




Multivibrador Monoestable con BJT

Luego




Multivibrador Astable con BJT




Multivibrador Astable con Amplificador Operacional




Multivibrador Monoestable con Amplificador Operacional




Multivibrador Biestable con Amplificador Operacional

Circuito Temporizador MC1455B

Reemplazo directo del timer NE555

Temporizacion desde µseg hasta horas

Opera en modo Astable y Monoestable Ciclo de trabajo ajustable

Una salida de alta corriente que puede suplir o drenar hasta 200 mA

La salida puede manejar TTL

Estabilidad Termica de 0.005% por °C

Salida normalmente en ON o en OFF




Funcionamiento del MC1455B




Retardo al encendido




Circuito Monoestable

Circuito Astable




Circuito PWM

Guia Multivibrador Electronic A III

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