tema 6: el temporizador integrado 555introducción: multivibrador astable (autodisparado:...
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SISTEMAS ELECTRÓNICOSGISC, GISA, GIT, GITT
TEMA 6: EL TEMPORIZADOR INTEGRADO 555
1
TEMA 6: EL TEMPORIZADOR
INTEGRADO 555
-
SISTEMAS ELECTRÓNICOSGISC, GISA, GIT, GITT
TEMA 6: EL TEMPORIZADOR INTEGRADO 555
2
Disparador Schmitt
Función de transferencia
Introducción: Multivibrador monoestable(Generación de pulsos de tensión con señal externa de disparo)
Multivibrador monoestable
R1
R2
-+
VTRIGGER
Vo
R
D1
D2 C
R1
R2
-
+
Vi Vo
Vo
Vi
2R1R
1RVcc
2R1R
1RVcc
t
t
t
vTRIGGER
vC
vOUT
-(R1/(R1+R2)VCC
0
0
0
VCC
T
tTRIGGER
-VCC
tTRIGGER < T
vC (0) = VD2;Vout(0) =+VCC
-
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3
Oscilador de relajación
Formas de onda
Introducción: Multivibrador astable(Autodisparado: generación continua pulsos de tensión)
-
+
R1
C
R2
R
vo
65
vo
v+
v-
+VCC
-VCC
t
t
t
v- = vc (t)
21
1·RR
RVCC
21
1·RR
RVCC
21
1·RR
RVCC
21
1·RR
RVCC
T
T1 T2
-
-
+GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
TOTEM-POLE
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Diagrama de bloques
Modos de funcionamiento:
• Modo monoestable: Señalexterna disparo (TRIGGER)
• Modo astable: Autodisparo(TRIGGER = THRESHOLD)
Biestable RS
R S Qt
0 0 Qt-1
0 1 1
1 0 0
1 1 X
“1”VCC“0” GND (0V)
-
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5
Modo monoestable
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
vCC
0
VCC10 nF
+
-
vC
-
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Modo monoestable
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
vCC
0
VCC10 nF
+
-
vC
t
t
t
vTRIGGER
vC
vOUT
VCC
2/3VCC
1/3VCC
VCC
0
0
0
VCC
T
tTRIGGER
tTRIGGER < T
t1 t2 t3
RA
CVCC+ +
-vC
Q = 1
0Cv
RA
CVCC+ +
-vC
Q = 0
t
tCtCtCCevvvtv
·)(
0
vC (0) = 0; Vout(0) = 0
COMP1 COMP2
t V+ V- R V+ V- S VOUT Q vC
[0-t1) 0 2/3VCC 0 1/3VCC VCC 0 0 1 0
t1 0 2/3VCC 0 1/3VCC 0 1 1 0 vC (t)
(t1-t2) vC (t) 2/3VCC 0 1/3VCC 0 1 1 0 vC (t)
[t2-t3) vC (t) 2/3VCC 0 1/3VCC VCC 0 1 0 vC (t)
t3 2/3VCC 2/3VCC 1 1/3VCC VCC 0 0 1 0
>t3 0 2/3VCC 0 1/3VCC VCC 0 0 1 0
-
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Modo monoestable
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
vCC
0
VCC10 nF
+
-
vC
t
t
t
vTRIGGER
vC
vOUT
VCC
2/3VCC
1/3VCC
VCC
0
0
0
VCC
T
tTRIGGER
tTRIGGER < T
t1 t2 t3
CRCRTCRT
VeVVTv
AAA
CC
CR
T
CCCCCA
··1.13·ln·3
1·ln·
3
2·0)(
·
t1t3: carga del condensadorRA
CVCC+ +
-vC
Q = 0
t
tCtCtCCevvvtv
·)(
0
-
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Generación rampa
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
IS
C
vCC
0
VCC10 nF
+
-
vC
t
t
t
vTRIGGER
vC
vOUT
VCC
2/3VCC
1/3VCC
VCC
0
0
0
VCC
T
tTRIGGER
tTRIGGER < T
t1 t2 t3
CVCC
+ +
-vC
Q = 1
0Cv
IS
S
CCCCS
CCC
T
SCI
CVTV
C
ITVvdtI
CTv ·
3
2
3
2·
3
2)0(·
1)(
0
t1t3: carga del condensador ( corriente constante)
CVCC
+ +
-vC
Q = 0
)0(1
)( CSCC
CS vdtIC
tvdt
dvCiI
IS
-
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Modo astable
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
VCC10 nF
+
-
vC
RB
-
0 t
t
vC
vOUT
VCC
2/3VCC
1/3VCC
0
VCCT
TLTH
t1 t2 t3
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Modo astablevC (0) = 0; Vout(0) = 0
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
VCC10 nF
+
-
vC
RB
+
RA
C
VCC+
-vC
Q = 1
CR
t
tCtCtCCBevvvtv
·
0·)(
RBDescarga C+
RA
C
VCC+
-vC
Q = 0
CRR
t
tCtCtCCBAevvvtv
·
0·)(
RB
Carga C
CaCQ
V
S
R
Vtvtt
OUT
CCC
arg0
1
1
0
3
1)(:1
CaDescQ
V
S
R
Vtvtt
OUT
CCC
arg1
0
0
1
3
2)(:2
1
1
23
12
0
0
3
1)(
3
2
QQ
VV
S
R
VtvVttt
ttt
OUTOUT
CCCCC
-
%50100·2
%
100·2·)·2ln(
·)·2ln(%
100·%
2·)·2ln(
BA
BA
BA
BA
H
BALH
RR
RRCT
RRC
RRCCT
T
TCT
RRCTTT
CRCRTCRT
VeVTv
BBLBL
CC
CR
T
CCLCB
L
··7.02·ln·2
1·ln·
3
1·0
3
20)(
·
+
RA
C
VCC+
-vC
Q = 1
CR
t
tCtCtCCBevvvtv
·
0·)(
RBDescarga C
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Modo astablevC (0) = 0; Vout(0) = 0
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
VCC10 nF
+
-
vC
RB
+
RA
C
VCC+
-vC
Q = 0
CRR
t
tCtCtCCBAevvvtv
·
0·)(
RB
Carga C
CRRCRRT
CRRT
VeVVVTv
BABAH
BAH
CC
CRR
T
CCCCCCHCBA
H
··7.02·ln·
2
1·ln·
3
2·
3
1)(
·
0 t
t
vC
vOUT
VCC
2/3VCC
1/3VCC
0
VCCT
TLTH
t1 t2 t3
BA RRCT %50%
t1t2 t2t3
-
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VCO
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
VCC
+
-
vC
RB
VCONTROL
-
CCCONTROL
CCCONTROLBAH
CONTROL
CRR
T
CCCONTROLCCHC
VV
VVCRRT
VeVVVTv BAH
22
2·ln·
·2
1)(
·
0 t
t
vC
vOUT
VCC
VCONTROL
1/2VCONTROL
0
VCCT
TLTH
t1 t2 t3
CRCRT
VeVTv
BBL
CONTROL
CR
T
CONTROLLCB
L
··69.02·ln·
2
1·00)(
·
+
RA
C
VCC+
-vC
Q = 1
CR
t
tCtCtCCBevvvtv
·
0·)(
RBDescarga C
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VCOvC (0) = 0; Vout(0) = VCC
+
RA
C
VCC+
-vC
Q = 0
CRR
t
tCtCtCCBAevvvtv
·
0·)(
RB
Carga C
-
+
GND (1)
R1
R1
R1
-
+
R
S
Q
Q
VCC (8)
TRIGGER (2)
THRESHOLD (6)
OUT (3)
RESET (4)
DISCHARGE (7)
2/3VCC
1/3VCC
CONTROL
VOLTAGE (5)
COMP1
COMP2
RA
C
VCC
+
-
vC
RB
VCONTROL
t1t2 t2t3
-
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EJERCICIO PROPUESTODado el circuito de la figura,
-
+
vi
R2 = 100k
R1 = 1k
VrefA1
RESET VCC
GND
+12V
CONTROL
OUTPUT
TRIGGER
THRESHOLD
DISCHARGE
C1 = 10n
+12V
vO1
vO
C2 = 100n
+12V
vC2
RE = 1k
555
RB1 = 2.2k
RB2 = 10k
Q1
BLOQUE 1
BLOQUE 2
Datos: A1: Amplificador operacional idealvi: Señal triangular de 1kHz, 2.5V de amplitud y 2.5V de offsetQ1: VBEactiva = 0.6V, VCEsat =0.2V, = 250
Se pide:•Obtenga y represente la función de transferencia del primer bloque (vo1 en función de vi).•Deduzca el valor de la fuente de tensión continua, Vref, para que el ciclo de trabajo de latensión vo1 sea del 80%•Describa el funcionamiento del segundo bloque y represente las señales vo1, vc2 y vo enfunción del tiempo, acotando los valores significativos en los ejes de tensión y tiempo eincluyendo todos los cálculos para la determinación de dichos valores.