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MULTIVIBRADOR I Procedimiento: 1. Conformador de onda con Schmitt trigger (TTL y CMOS) 2. Se pide: - Gráfica de la forma de onda, en la entrada y salida del 7404 y del 7414 también Vi y Vo. Gráfica de la forma de onda del 74LS04. 1kHz 0/5V 74LS04 B Gráfica de la forma de onda del 74LS14. 74LS14 1kHz 0/5V B

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Lab3

MULTIVIBRADOR I

Procedimiento:

1. Conformador de onda con Schmitt trigger (TTL y CMOS)2. Se pide:

Grfica de la forma de onda, en la entrada y salida del 7404 y del 7414 tambin Vi y Vo.

Grfica de la forma de onda del 74LS04.

Grfica de la forma de onda del 74LS14.

Grfica de la forma de onda del 4049.

Grfica de la forma de onda del 40106.

Seal de entrada:

Seal de salida:

- Medir las tensiones de transicin pos. y neg. Para el 7414 (40106) y compararlas con los datos del fabricante.

Para el TTL 74LS14:

Vt+ = 698 mv

Vt- = 1.52 v

Para el CMOS 40106:

Vt+ = 4.8 v

Vt- = 6.64 v

- Calcular el valor de la tensin de histeresis del 7414 y del 40106

Curvas de Histeresis:

CI 7414 (TTL):

CI 40106 (CMOS):

CI 4049 (CMOS):

- Explique el funcionamiento interno del 40106.

Circuito Integrado 40106:

El CD40106B/CD40106BC Hex Schmith-Trigger es un complemento monoltico del MOS ( CMOS ), circuito integrado formado por FETS de canal n y canal p. Contiene 6 inversores ( compuertas NOT ).

Los voltajes TH RESHOLD

y

aumentan una baja radiacin con respecto a la temperatura ( 0.0005 V/(C ),

voltios y la histeresis

-

(

.

El 40106 es un sxtupla inversor con disparador Schmitt, la puerta conmuta a dos tensiones de entrada diferentes segn se trate de un flanco de subida o de bajada.

La diferencia entre la tensin umbral del flanco de subida (Vp) y la tensin umbral del flanco de bajada (Vn), se define como tensin de histeresis(VH).

Este IC es construido con mos de canal P y canal N en modo enhancement en una sola estructura monoltica, el fin de estos componentes es usarlo en proyectos de baja potencia por su alta inmunidad al ruido en circuitos digitales.

Caractersticas Tcnicas:

Rango de alimentacin de voltaje de la fuente de 3 a 15 voltios.

Inmunidad al ruido alto de

.

Poder bajo de compatibilidad TTL, fan out, 274LXXX, 174LSXXX.

Histeresis

,

.

Equivalente con MM54C14 / MM74C14.

Equivalente con MC14584B.

DIAGRAMA DE CONEXIN INTERNA

Medir la tensin de histeresis del 40106 para valores de VDD = 5,8,10 y 12V.

II. Pulsador.

2- Se pide

Cul es el periodo del monoestable?T = 1.49 Hz 668 mseg. Para Vi = 5V y Vo = 3.55V

- Mida, grafique y compare las tensiones a la entrada y salida del monoestable, cuando el sw se abre.

t

Switch Abierto:

Switch cambiado de Posicin:

- Analice las dos grficas y explique la operacin.

Podemos observar que a la salida tenemos un pulso al igual que la entrada pero con la diferencia de que este tiene un ancho mucho mayor que el de la entrada esto se debe fundamentalmente al circuito RC externo. En condiciones normales, sin aplicar una seal de disparo al pin 5 del IC el monoestable permanece en uno de sus dos estados posibles, para nuestro caso ser el bajo o sea se encuentra en estado estable cuando el monoestable se dispara este cambia de estado permaneciendo as por un periodo de tiempo

Compare los periodos de temporizacin calculada tericamente y el hallado experimentalmente.

TericoExperimental

Periodo de temporizacin0.501 seg0.5 seg

- Para el 74121 Cul es la variacin de la tensin de histeresis si se incrementa la temperatura 40C sobre la temperatura ambiente (25C).

Tanto a 25C o como a 40C el voltaje de histeresis es de 0.2V.

La variacin de tensin de histeresis es mnima al variar la temperatura en el 7414

III. Generador de reloj.

1- Para un ciclo de servicio de 50%.

Tensin en la terminal 4 = 5.39v

Tensin en la terminal 5 = 5.38v

Periodo de oscilacin = 1.37 ms Repetir el paso anterior para un ciclo de servicio de 30%.

Tensin en la terminal 4 = 9.47v

Tensin en la terminal 5 = 2.53v

Periodo de oscilacin = 1.46ms

3. Comparar el periodo de oscilacin calculado tericamente y la hallada experimentalmente y explicar la diferencia.

Teniendo la formula T=2.5RC obtenemos valores diferentes a los obtenidos experimentalmente, esto se debe a que existe variaciones entre los CI de un tipo dado y del otro, esta formula de temporizaron tiene imprecisiones que pueden variar desde +- 1% hasta 10%. Ademes las tolerancias en tensin y Capacitancia extrema puede ocasionar otras imprecisiones por consiguiente este circuito no es muy preciso adems la anchura del pulso de salida se vera afectado por las variaciones de temperatura y a las variaciones en el suministro de voltaje de alimentacin

Donde :

Evaluando para el 50% se tiene:

Las diferencias entre los clculos tericos y experimentales se deben bsicamente a la necesidad de aproximar los valores tericos al momento de realizar las respectivas operaciones de calculo. Por otro lado, tambin influye en los clculos el hecho de no tomar en cuenta la resistencia de los diodos y la resistencia de 510K(.

-Cul es la funcin del inversor C?

La funcin que cumple el inversor C, puede explicarse como la de un filtro, ya que este nos proporciona un mejoramiento de la seal de salida.

La misin principal de este inversor es la de estabilizar la seal de entrada, ya que la seal de entrada es muy distorsionada, teniendo a la salida del condensador una seal mas limpia o con menor distorsin pudiendo obtener mas claramente sus nivele superior e inferior no como antes del componente

-Cmo se podra linealizar la carga y descarga del condensador?

La carga y descarga del condensador C se podra linealizar, colocando transistores tanto para la etapa de carga como para la etapa de descarga a modo de fuente de corriente constante; de tal manera que se limite las tensiones que lleguen al condensador, cargandolos o descargandolos en forma lineal a manera de rampas.

Colocando una resistencia en paralelo mejoraramos la carga y descarga hacindola mas rpida y lineal

-Para que sirve la resistencia de 510 K(?

La resistencia de 510 K( cumple la funcin de regular la amplitud del pulso. Esta resistencia presenta una relacin inversamente proporcional al valor de la amplitud de salida del pulso, ya que a menor valor de la resistencia, mayor ser la amplitud de salida del pulso y viceversa.

Esta nos permite fijar de manera efectiva y sin posibilidad de cambios ni distorsin en la amplitud del pulso tomado en la salida del generador de clock.

Explique el funcionamiento interno del 4049.

El circuito integrado 4049 es un circuito integrado CMOS que contiene en su interior 6 inversores. Se alimenta con 12 voltios y al ingresar un 1 lgico en su entrada, se obtiene a la salida un 0 lgico; en caso contrario, si se ingresa un 0 lgico en su entrada, se obtendr un 1 lgico a la salida.

El CI 4049 es un miembro de la familia CMOS, usa mosfets de canal P y N en su integracin. De forma mas general, el 4009 es un inversor ms rpido y de menor consumo de potencia que CIs de la misma familia o similares.

Si los inversores A, B y C se reemplazan por inversores 40106, cul seria la nueva frecuencia de operacin? Porqu?

El hecho de cambiar a un inversor 40106 por el antes utilizado 4009, no presenta mayor diferencia en la frecuencia, ya que ambos pertenecen a la familia de los integrados CMOS, los cuales poseen mayormente los mismos parmetros de fabricacin, a diferencia de otra familia de circuitos integrados, los cuales son fabricados con otros tipos de tecnologa y a su vez con diferentes tipos de parmetros como por ejemplo la familia de los integrados TTL.

Al reemplazar estos inversores por el CI 40106, estos haran que a la salida se obtuviera seales cuadradas al igual que antes del cambio. Lo que s variase seria la forma de salida de la seal, esta seria diferente en cuanto al tiempo de propagacin esto a su vez variara la frecuencia de operacin y por ultimo en la nueva salida la cada de la seal seria ms rpida.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES DEL EXPERIMENTO:

Los flip-flops son tambin llamados multivibradores biestables ya que se tiene 2 estados estables.

Los circuitos monoestables ( multivibradores ) permiten acceder a retardos en el periodo de la seal y se pueden emplear para circuitos lgicos.

Los multivibradores estables permiten realizar o mas bien generar seales como las de un reloj para los circuitos secuenciales sincronos.

Los dispositivos Schmith-Trigger reaccionan rpidamente a un estimulo alto-bajo convirtiendo este estimulo compatible a los dispositivos lgicos.

El circuito integrado que utilizamos en la experiencia ( 40106 ) tiene una respuesta estable y mas uniforme que el circuito integrado 4009 , los cuales fueron excitados por medio de un seal triangular.

Los multivibradores monoestables presentan una salida baja hasta que se activan para un tiempo determinado por un pulso de disparo. Son tiles para elementos de retardo de tiempo.

Los monoestables se usan para una gran variedad de aplicaciones, tales como: Eliminacin de ruido en seales digitales, estrechamiento o alargamiento de pulsos, temporizacin y monitoreo de eventos, etc. Estos se pueden realizar con puertas SSI o utilizando CI especiales.

La seal generada por un astable se utiliza, por lo general, como patrn de tiempo o reloj para sincronizar el funcionamiento de los circuitos de tipo secuencial, estos astables no necesitan una seal extrema de disparo, el circuito oscila indefinidamente entre estos dos estados a una frecuencia constante; la seal generada por un astable es una onda cuadrada.

El clock tipo CMOS se caracteriza por consumir menos potencia y operar dentro de un rango de voltaje mas amplio que los clocks TTL. Como en estos, tambin es posible usar las compuertas CMOS como comparadores de nivel de voltaje o como amplificadores lineales de alta ganancia pera generara la oscilacin.

El 555 puede ser usado como un monoasteble.

El monoestable genera un pulso de duracin T, la duracin de este pulso no se relaciona en ningn modo con los detalles del pulso de disparo.

El multivibrador astable no tiene condiciones estables, presenta dos condiciones cuasiestables y se mantiene en cada una durante los intervalos predeterminados.

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

675 mvolts

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

t

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

T = EMBED Equation.2 + EMBED Equation.2

T = t

T = (100K(-R)C + RC

T = 100K((0.01(F)

T = 1mseg

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

-6v

6v

EMBED Equation.2

EMBED Equation.2

VUUT

VIN

5volts

VIN

5volts

VUUT

T=236(seg

EMBED Word.Picture.8

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1

1

7

6

5

4

3

2

10

9

8

14

13

12

11

GND

V

DD

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833u

1.67m

2.5m

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4.17m

5m

0

900m

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2.7

3.6

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5.4

Xa: 2.587m

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d

c

b

a

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B

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