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
7
6
5
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3
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V
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