CIRCUITOS DIGITALES 2018-II GRUPO 3: Lab 05 - Temporizadores y Generadores de Clock

LABORATORIO N°05

TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE CLOCK

Alumno(s):

Jove Caceres Boris Yeltsein
Neyra Montes Walter Dalin
Ventura Cabana Jamil Simeon

I. Teoría de osciladores ASTABLES Y MONOESTABLES

A.- Oscilidores Astables:

Un multivibrador astable es un circuito capaz de generar ondas a partir de una fuente de alimentación continua. La frecuencia de estas ondas dependerá de la carga y descarga de los condensadores C1 y C2 , que serán provocadas por la conmutación de los transistores TR1 y TR2.

Si dividimos el circuito por la mitad verticalmente, tendremos R1, R2, C1 y TR1 por un lado, y por otro lado tendremos R3, R4, C2 y TR2.

Para conseguir una forma de onda simétrica, debemos asegurarnos que el circuito es simétrico en cuanto a valores de sus componentes, es decir, R1=R4, R2=R3, C1=C2 y TR1=TR2.

Dado que no dispongo de los componentes y que la finalidad es entender el funcionamiento del circuito, es más sencillo verlo en un simulador que montado en una protoboard, así que he hecho el video siguiente donde se ve el funcionamiento del circuito simulado en Livewire.

figura1

En la Figura 1 se muestra el esquema de un multivibrador astable realizado con componentes discretos. 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 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-1 el que conduce primero. En estas condiciones el voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios, por lo que C-1 comenzará a cargarse a través de R-2, creando al principio una muy pequeña diferencia de potencial entre sus placas y, por tanto, trasladando el voltaje próximo a 0 hasta la base de TR-2, que se pondrá en corte. 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). C-1, que se había cargado vía R-2 y unión base-emisor de TR-2, se descargará ahora provocando el bloqueo de TR-1.

B.- Oscilidores Monoestables:

Este circuito se caracteriza por presentar un único estado estable en régimen permanente, y cuando mediante una excitación externa se genera una perturbación que lo aparta de ese estado estable el circuito evoluciona en un estado no estable que provoca un cambio en la salida y al cabo de un cierto tiempo predeterminado vuelve al estado estable. En régimen permanente el circuito permanece en el estado estable. La conmutación al estado semiestable es forzada mediante una excitación externa adecuada, en su presencia el circuito inicia un régimen transitorio para, una vez transcurrido el tiempo de duración del estado no estable retornar al estado estable. El tiempo que el circuito permanece en el estado no estable, comúnmente denominado período semiestable, queda determinado por los valores de algunos elementos pasivos que componen el circuito.

En la Figura 2 se representa el esquema de un circuito multivibrador monoestable, realizado con componentes discretos, cuyo funcionamiento es el siguiente:

figura2

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 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 C-1, 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.

Circuito Monoestable acoplado por colector

El circuito monoestable más sencillo es el que se muestra en la figura 1. Se implementa con dos transistores acoplados por colector que en el estado estable están en corte y en conducción, respectivamente. Cuando se conecta la alimentación del circuito, independientemente de algún transitorio inicial donde ambos transistores conducen, uno de los transistores (en este caso Q2) entra en conducción más rápidamente y provoca el corte del otro transistor.

En el estado estable uno de los transistores (Q2) conduce, mientras que el otro (Q1) permanece cortado. Cuando una perturbación externa fuerza la conducción del transistor Q1 (normalmente cortado) o el corte del transistor Q2 (normalmente en conducción) se inicia el estado semiestable en el cual conduce Q1 mientras Q2 permanece cortado- La duración de este estado no estable es controlable mediante una adecuada elección de los componentes del circuito.

II. Video tutorial editado y subtitulado explicando las experiencias hechas en el laboratorio:

III. Observaciones y conclusiones. ¿Qué he aprendido de esta experiencia?

Observaciones:

Se pudo observar que los cálculos realizados obteniendo la R1 y R2 y la simulación en Proteus no son exactos.
Es necesario usar circuitos de lógica combinacional par realizar alguna acción con nuestros integrados "Generadores Clock".

Conclusiones:

Concluimos que se logró identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
Concluimos que se logró describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
Concluimos que se logro simular en Software ProteusSIS el integrado 555 obteniendo las frecuencias que nos pide la guía de laboratorio.
concluimos que logramos implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.