INFORME PREVIO DEL LABORATORIO 2 DE SISTEMAS DIGITALES Tema:
ASTABLES Y MONOASTABLES
1.- Describa circuito concepto de multivibrador astable, analice su funcionamiento y mencione sus parámetros características de los pulsos y analizar los l os circuitos utilizados (multivibrador astable).
En electrónica, electrónica , un astable es un multivibrador que multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que signica que !osee dos estados "cuasi#estables" entre los que conmuta, !ermaneciendo en cada uno de ellos un tiem!o determinado$ La %recuencia de %recuencia de conmutación de!ende, en general, de la carga & descarga de condensadores$ condensadores $ Entre sus múlti!les a!licaciones se cuentan la generación de ondas !eriódicas 'generador de relo() & de trenes de im!ulsos$ 1.1.-Analisis de funcionamiento: Al aplicar la tensión de tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciaran transistores iniciaran 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 eactamente idénticos, por el propio proceso de !abricación y el "rado de impure#as del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro$ %upon"amos que es &R-' el que conduce primero$ n estas condiciones el voltae en su colector estará próimo a * voltios, voltios, por lo que el +-' comen#ará a car"arse a través de R2$ +uando el voltae en +-' alcance los *, V, &R-2 comen#ará a conducir, pasando la salida a nivel bao (tensión próima a *V)$ +-', que se ab.a car"ado v.a R-2 y unión base-emisor de &R-2, se descar"ará aora provocando el bloqueo de &R-'$ +-2 comien#a a car"arse v.a R-3 y al alcan#ar la tensión de *, V provocará nuevamente la conducción de &R-', la descar"a de +-', el bloqueo de &R-2 y el pase a nivel alto (tensión próima a Vcc (/) de la salida 0)$ A partir partir de aqu. aqu. la secuencia secuencia se repite inde!inidamen inde!inidamente, te, dependiendo dependiendo los tiempos de conducción y bloqueo de cada transistor de las relaciones R-21+-' y R-31+-2$ stos tiempos no son necesariamente i"uales, por lo que pueden obtenerse distintos ciclos de trabao actuando sobre los valores de dicos componentes$
*igura N+ .- Describir el concepto del circuito multivibrador monoestable, analice su funcionamiento y describa los tipos de monoestables y sus características, así como los circuitos monoestables $ l monoestable es un circuito multivibrador que reali#a una !unción secuencial consistente en que al recibir una ecitación eterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo$ &ranscurrido dico per.odo, la salida del monoestable vuelve a su estado ori"inal$ or tanto, tiene un estado estable (de aqu. su nombre) y un estado casi estable$
-$# De los manuales t!cnicos obtener las características de los "# $$$,$$%.&$$$, &'11, &'1, &'1, &'1, #D''&*+ ue realizan la funcin de multivibrador, analice su tabla de verdad y funcionamiento. -#aracterísticas t!cnicas del "# $$$:
La tensión de alimentación !uede estar com!rendida entre ./ & ./$ La corriente de salida del integrado !uede llegar 0asta 122mA '2,1 A)$ El circuito integrado consume 322m4 '2,34)$ Notas5 Entre el !in & el !in 6 se alimenta el 78$ La entrada de dis!aro 'trigger) es activa a nivel ba(o$ La entrada de !uesta a cero 'reset) es activa a nivel ba(o$ -#aracterísticas t!cnicas del "# $$%:
TEM9O:8;A, ..3 Modo de %uncionamiento5 astable, monoestable N$? de tem!ori@adores5 1 *recuencia5 .22 @ Cama del volta(e5 >$./ a 3/ de entrada de relo( eDterno5 No :ango de tem!eratura5 #2 + 7 a F2 + 7, Número de Base5 ..3 Marcador5 NE..3N
Número CenGrico 785 ..3 87 :ango de tem!eratura5 7omerciales, Número de *=N78HN lógica5 ..3 N$? de 7anales5 1 *recuencia de %uncionamiento mIDima5 .22 @ Tem!eratura de %uncionamiento mIDima5 F2 + 7 Tem!eratura de %uncionamiento mJnima5 2 + 7 !aquete K ca(a5 <89 /olta(e de %uente mIDimo5 3/ Tensión de alimentación mJnima5 >,. / #aracterísticas t!cnicas del "# &$$$:
equivalente eDacto en muc0os casos !ara SEKNE...K..3 o TL7...K..3 7orriente de alimentación de ba(a # 87MF...$ $ $ $ $$$$$$$$$$$$$$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 32A Mu& ba(o corrientes de la entrada$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 129a O!eración de alta velocidad$ $ $ $ $$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ M@ :ango de /olta(e de alimentación garanti@ada$ $$ $ $ $ $ 1/ a 6/ Estabilidad de tem!eratura$ $ $ $ $ $ $ $ $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $ 2,22. K ? 7 a 1. ? 7$ *unción Normal :eset # No 7robarring de entregas durante Salida de la Transición *unciona en ambos modos astable & monoestable 7iclo de traba(o a(ustable La %uente de alto rendimiento K conductor !uede conducir TTL K 7MOS Las salidas tienen mu& ba(a com!ensaciones, 8 & LO '.- #ual es la diferencia entre el astable y monoestable+ así como la diferencia entre monoestable redisparable y no redisparable + muestre circuitos prácticos para eplicarlos. As t a bl e :
Mul t i v i br adorquenot i eneni ngúnes t adoes t abl e,l oques i gni fi c aquepos eedoses t ados " q ua si e s t a bl e s"e nt r el o squec on mu t a ,p er ma ne ci e nd oe nc a dau nodeel l o sunt i e mp o d et e r mi n ad o.L af r e cu en c i adec on mu t a ci ó nd ep en de ,e ng en er a l ,d el aca r g ayd es c ar g a d ec o n de ns a d or e s . Mo no e s t a b l e :
El monoes t abl eesunc i r c ui t omul t i v i br adorquer eal i z aunaf unc i óns ec uenc i al c ons i s t ent e enqueal r ec i bi runae x ci t ac i óne x t er i or ,c ambi adees t adoys emant i eneenél dur ant eun per i odoquev i en ede t er mi nadoporunac ons t ant edet i empo.T r ans c ur r i dodi c hoper i odo
det i empo,l as al i dadel monoes t abl ev uel v eas ues t adoor i gi nal .Port ant o,t i eneun e s t a doe s t a bl e( d ea qu ís un omb r e )yune s t a doc as i e s t a bl e . Redisparable (retriggerable) ermite reiniciar el pulso con un nuevo disparo antes de completar la tempori#ación$ 4i"amos que se tiene un tempori#ador de 5 ms, pero a los 2 ms de iniciado el pulso se reali#a un nuevo disparo6 la duración que se obtiene es de 2 / 5 7 ms$ 8os monoestables no redisparables sólo permiten el disparo cuando no eiste nin"una tempori#ación en curso$ s decir, en el eemplo anterior i"norar.a el se"undo disparo y se obtendr.a un pulso de 5 ms solamente$
Fi!ra N"2 #ir#!i$os redisparables % no redisparable
$.- Analice el funcionamiento del cristal de cuarzo + investi/ar sus características, venta0as y desventa0as. Analice circuitos prácticos /eneradores de pulsos con cristal de cuarzo.
7ircuitos Osciladores 7ircuitos Osciladores Serie =n circuito bIsico oscilador resonante serie, utili@a un cristal que estI disePado !ara oscilar en su %recuencia resonante serie natural$ En Gste circuito no 0a& ca!acitores en la realimentación Los circuitos resonantes serie son usados !or la ba(a cantidad de com!onentes que se utili@an, !ero estos circuitos !ueden tener com!onentes !arIsitos que
intervienen en la realimentación$ & en el caso que el cristal de(e de %uncionar oscilarIn a una %recuencia im!redecible$ El esquema del circuito oscilador serie es5
*igura N+
*igura N+>
Este circuito utili@a un inversor sim!le !ara 0acer el oscilador, donde : & :1 cum!len las mismas %unciones que en el circuito del oscilador resonante serie, con dos ca!acitores en la realimentación, que com!onen la ca!acidad de carga & en con(unto con el cristal darIn lugar a la %recuencia a la cual oscilarI el circuito$ O sea que a(ustes en los ca!acitores de carga, darIn lugar a una variación !equePa en la %recuencia de oscilación, !ermitiendo un a(uste no de la misma$ El cristal es resonante !aralelo, es!ecicado !ara traba(ar con una deteminada ca!acidad de carga a la %recuencia deseada & con la tolerancia & estabilidad deseadas$ La ca!acidad de carga !ara el cristal en este circuito !uede ser calculada con la siguiente %órmula5
donde !ara inversores de las %amilias lógicas 7MOS de alta velocidad5 7s es la ca!acidad !arIsita del circuito & normalmente se estima entre -!% a 2!%$ : es del orden de 6$1 MO0m a 2 MO0m :1 es del orden de >F2 O0m a 1122 O0m
%.- Describir las características de los multivibradores #23, cuáles son sus venta0as y desventa0as.
-El baj oc ons umodepo t enc i aes t át i c a,gr ac i asal aal t ai mpedanc i adeent r adadel os t r a ns i s t o r e sdet i p oMOSFETyaq ue ,e ne s t a dod er e po s o,u nc i r c u i t oCMOSs ó l o e xper i ment ar ácor r i ent espar ás i t as .Es t oesdebi doaqueenni ngunodel osdoses t ado s l ógi c osex i s t eunc ami nodi r ec t oent r el af uent edeal i ment ac i ónyel t er mi nal det i er r a,ol o q uee sl omi s mo ,u nod el o sd ost r a ns i s t o r e sq uef o r ma ne li n v e r s o rCMOSb ás i c os e enc uent r aenl ar egi óndec or t eenes t adoes t ac i onar i o.
*Gr ac i asas uc ar ác t err egener at i v o,l osc i r c ui t osCMOSs onr obus t osf r ent ear ui doo degr adac i óndes eñal debi doal ai mpedanc i adel me t al dei nt er c one x i ón. *Losc i r c ui t osCMOSs ons enc i l l osdedi s eñar . *L at ec nol ogí adef abr i c ac i ónes t ámuydes ar r ol l ada,yespos i bl ec ons egui rdens i dades d ei n t e gr a ci ó nmu yal t a sau np r e ci omu c home no rqu eo t r a st e c nol o gí a s Al gunosdel osi nc onv eni ent ess onl oss i gui ent es : *Debi doal c ar ác t erc apac i t i v odel ost r ans i s t or esMOSFET ,yal hec hodequees t oss on e mp l e ad osp ord up l i c a doenpa r e j a sn MOSp MOS,l av e l o c i d addel o sc i r c u i t o sCMOSe s c ompar at i v a ment emenorquel adeo t r asf ami l i asl ógi c as . *Sonv ul ner abl esal at c hup:Cons i s t eenl ae xi s t enc i adeunt i r i s t orpar ás i t oenl a e s t r u c t u r aCMOSq uee nt r ae nc on du c ci ó nc u an dol as al i das up er al aa l i me nt a ci ó n.Es t o s epr oduc ec onr el at i v af ac i l i daddebi doal ac omponent ei nduc t i v adel ar edde al i ment ac i óndel osc i r c ui t osi nt egr ados .El l at c huppr oduc eunc ami nodebaj ar es i s t enc i a al ac or r i ent edeal i ment ac i ónqueac ar r eal ades t r uc ci óndel di s pos i t i v o.Si gui endol as t é c ni c a sd ed i s eñ oa de cu ad ases t er i e sg oe sp r á ct i c ame nt en ul o .Ge ne r a l me nt ee s s ufi c i ent ec ones pac i arc ont ac t osdes us t r at oypoz osdedi f us i ónc ons ufi c i ent e r e gul a r i d ad ,p ar aa se gu r a r s ed eq uee s t ás ó l i d ame nt ec on ec t a doama saoa l i me nt a ci ó n. *Segúns ev ar educ i endoel t a mañodel ost r ans i s t or es ,l ascor r i ent espar ás i t asempi ez an ase rc ompar abl esal a sc or r i ent esdi námi c as( debi dasal aconmut ac i óndel os di s pos i t i v os ) .
