LABORATORIO N° 07:

 TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE RELOJ 

1- CAPACIDAD TERMINAL

• Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital. 
• Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información. 
•  Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

 2-Teoría de osciladores 

2.1 ASTABLES 

Un astable es un circuito multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados inestables 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 pulsos.

El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.
Sus características más destacables son:

• Temporización desde microsegundos hasta horas.
• Modos de funcionamiento:
  • Monoestable.
  • Astable.
• Aplicaciones:
  • Temporizador.
  • Oscilador.
  • Divisor de frecuencia.
  • Modulador de frecuencia.
  • Generador de señales triangulares.

Especificaciones generales del 555 (Vc = disparo):

Especificaciones generales del 555
Vcc	5-Voltios	10-Voltios	15-Voltios	Notas
Frecuencia máxima (Astable)	500-kHz a 2-MHz			Varia con el Mfg y el diseño
Nivel de tensión Vc (medio)	3.3-V	6.6-V	10.0-V	Nominal
Error de frecuencia (Astable)	~ 5%	~ 5%	~ 5%	Temperatura 25° C
Error de temporización (Monoestable)	~ 1%	~ 1%	~ 1%	Temperatura 25° C
Máximo valor de Ra + Rb	3.4-Meg	6.2-Meg	10-Meg
Valor mínimo de Ra	5-K	5-K	5-K
Valor mínimo de Rb	3-K	3-K	3-K
Reset VH/VL (pin-4)	0.4/<0.3	0.4/<0.3	0.4/<0.3
Corriente de salida (pin-3)	~200ma	~200ma	~200ma

   - FUNCIONES DE LOS PINES DEL 555:

• Pin 1 (Gnd): Es la referencia a tierra del circuito.

• Pin 2 (Disparador o trigger): Es la señal de entrada del comparador

• Pin 3 (Salida): Es por donde se obtiene la señal de salida esperada (el tren de pulsos)

• Pin 4 (Reset): Es el pin de reset, se controla mediante lógica negativa, es decir si quiero volver a iniciar el proceso debo enviar un cero a este pin, desde mi experiencia recomiendo conectar directamente este pin a VCC mediante una resistencia de pequeño valor, de esta manera evitamos que la salida se ponga a cero sin desearlo.

• Pin 5 (Control de voltaje): Este pin esta para producir la modulación por ancho de pulsos mediante la descarga del capacitador externo.

• Pin 6 (Umbral): Es la entrada de otro comparador, se compara a 2/3 de VCC contra la amplitud de la señal de disparo.

• Pin 7 (Descarga): Se descarga cuando el transistor se encuentra en saturación, se conecta a el divisor resistivo de la red de tiempo externa.

2.2 MONOESTABLES

El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un 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.

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.

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 temporizaciones a partir de un reloj de referencia.

3-Video

4- Observaciones:

En el laboratorio de esta semana pudimos ver como afectan las conexiones en un protoboard original, ya que una mala conexión significaba que el circuito iba a resultar con problemas o fallas pero con la ayuda de la simulación que se hizo previamente se pudo resolver dudas al momento de conectar los componentes necesarios para el circuito (Resistencias, condensadores, circuitos integrados,etc). También se pudo observar las fallas de los componentes o como se comportan al momento de usarlos en físico.

5- Conclusiones:

En el laboratorio de esta semana, se pudo identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital, adicionalmente se describió el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información en el circuito que se usó, se pudo también implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial, escenciales dentro de nuestro experimento.

6- Integrantes (incluye foto de todos)  

Integrantes:
-Bayton Cuela, Kevin Johnny
-Pezo Mendoza, Anthony Jose
-Sejje Yucra, Alex Eulogio