Astables

Trabajo práctico N°3:
Astables

 
Introducción teórica:

El integrado LM555 es un dispositivo, el cual, segun su forma de conexion, puede generar pulsos en intervalos de tiempo precisos, o simplemente pulsos. En éste practico, se utilizará el mismo, en modo ''astable'', es decir, que se desea que genere pulsos periodicos. Para ésto, se conectan dos resistores externos y un capacitor, que definirán la frecuencia de los pulsos, y el tiempo que la señal esta en alto (el duty cycle).

 Para calcular el duty cycle se debe usar la siguiente fórmula:

Para calcular la frecuencia de operación se utiliza la siguiente formula:

          

En las formulas anteriores, se desea mantener el capacitor (C), con un valor fijo, (ya que es mas fácil conseguir los diferentes valores de resistencia) en este caso, elegimos 10nF por ser un valor fácil de conseguir.

utilizaremos una frecuencia de 1Khz, y un ciclo de trabajo del 40%  para cumplir con lo pedido en el punto 1 del trabajo práctico:

Teniendo en cuenta que RT = Ra+2Rb entonces:

el 0.4 de la formula anterior, corresponde al 40% que se desea tener de duty cycle. 

Circuito a utilizar:

Materiales a necesarios:

• 1 Cap electrolítico de 10uF
• 1 Cap electrolitico de 1uF
• 1 Cap cerámico de 100nF
• 2 Cap cerámicos de 10nF
• 1 Cap cerámico de 1nF
• Resistor de 56K y resistor de 1K5 (para formar Rb de 57K6)
• Resistor de 27K y resistor de 1K8 (para formar Ra de 28K8)
• Resistor de 1K (Rled)
• LM555
• 1 LED

Actividades:

1. Calcula un astable usando el CI 555para una frecuencia de 1KHz y un ciclo de trabajo de 40%.
2. Verifica su correcto funcionamiento.
3. Mide la frecuencia de oscilación.
4. Mide el ciclo de trabajo.
5. En ambos casos calcula y pondera el error.
6. Grafica la variación de frecuencia en función de Vcc.  
7. Recalcular los valores para obtener las siguientes frecuencias, respetando el mismo ciclo de trabajo solicitado en el punto 1:   

          1 Hz. 

          10 Hz. 

          100 Hz. 

          10 KHz.      

    8. En el caso del astable de 1 Hz conectale un led a su salida y verificá la frecuencia.

    9. Investiga e informa otros tipos de osciladores digitales (por lo menos dos más).

2-)  Cuando el LED oscila a 1Khz, quiere decir que éste, esta prendiendo y apagandose 1000 veces por segundo, por lo que es imposible para el ojo humano, notar el cambio de estado, y como consecuencia el LED se ve siempre encendido como se ve en la imagen.

 

3-) La única forma de medir ésta frecuencia, es mediante un osciloscopio.

4-) Al medir el ciclo de trabajo de la señal calculada, ésta daba cerca del 60%, ésto se debe al error de tolerancia de los resistores, la cual aumentó en éste caso, por haber tenido que utilizar 2 resistores para poder formar uno.

5-) La señal real, presenta un error de 1.69Khz de frecuencia, y un 20% de duty cycle.

7) para las frecuencias dadas, calcular el valor del capacitor que se debe utilizar:

8-) En el caso del astable de 1 Hz conectale un led a su salida y verificá la frecuencia.

 Para medir la frecuencia a 1Hz, lo que se debe hacer, es tomar un tiempo de referencia (por ejemplo 1 minuto), y contar cuantas veces titila el led en ese tiempo. 

 En éste caso, el LED prendió 75 veces en 1 minuto, por lo que la frecuencia exacta no seria de 1Khz, sino que seria de aproximadamente 0.8Khz.

9-) Investiga e informa otros tipos de osciladores digitales (por lo menos dos más).

oscilador de Hartley: 

 se Colocan dos resistencias para polarizar adecuadamente el transistor.Hay 2 formas de alimentarlo: en serie y en paralelo. La alimentación en serie se produce a través de la bobina, L2, circulando por ella una corriente continua. La alimentación en paralelo se efectúa a través de la resistencia del colector, quedando en este caso perfectamente aislados el componente de continua y el componente de alterna de señal. La reacción del circuito se obtiene a través de la fuerza electromotriz que se induce en la bobina, L1, y que se aplica a la base del transistor a través de un condensador. En estos circuitos la frecuencia de oscilación depende de la capacidad C y de las dos partes de la bobina, L1 y L2, del circuito oscilante.

El oscilador Colpitts:

Este oscilador es bastante parecido al oscilador de Hartley. La principal diferencia se produce en la forma de compensar las pérdidas que aparecen en el circuito tanque y la realimentación, para lo cual se realiza una derivación de la capacidad total que forma el circuito resonante. Una parte de la corriente del circuito oscilante se aplica a la base del transistor a través de un condensador, aunque también se puede aplicar directamente. La tensión amplificada por el transistor es realimentada hasta el circuito oscilante a través del colector. Como en todos los circuitos que tengan transistores necesitamos conectar resistencias para polarizarlos. La tensión de reacción se obtiene de los extremos de uno de los condensadores conectados a la bobina en paralelo.