ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN

CONTROL Y REDES INDUSTRIALES

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA III

TEMA:

”APLICACIÓN DE LOS AMPLIFICADORES

OPERACIONALES-MULTIVIBRADOR MONOESTABLE Y

GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR”

INTEGRANTES:

PAULINA RÍOS

GUIDO CARRILLO

FECHA:

2010-10-15

TEMA: “APLICACIÓN DE LOS AMPLIFICADORES OPERACIONALES-MULTIVIBRADOR MONOESTABLE Y GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR”

DESCRIPCIÓN:

Generar pulsos con un determinado período de tiempo y una onda triangular con amplificadores operacionales.

OBJETIVO GENERAL:

Implementar los respectivos circuitos que nos permitan tener un multivibrador monoestable que nos generará pulsos y el generador de ondas triangulares.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Analizar las onda de entrada y salida de cada circuito Calcular el valor de las resistencias respetivas para el buen funcionamiento de

los circuitos Probar el funcionamiento correcto del circuito.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

MULTIVIBRADORES

Los multivibradores son en realidad osciladores, pero su forma de onda de salida no es una señal senoidal, sino que generan una onda cuadrada.

Existen dos clases de multivibradores:

De funcionamiento continuo, también llamados libres, recurrentes o astables, mucho más conocidos por éste último nombre, que generan ondas sin la necesidad de más excitación exterior que la propia fuente de alimentación.

De funcionamiento excitado, que requieren una tensión exterior de disparo o de excitación para salir de unas condiciones estáticas o de reposo.

Multivibrador astable.

Un multivibrador astable es un oscilador de relajación; su frecuencia de salida depende de la carga y descarga de condensadores. Estas cargas y descargas son provocadas por la conmutación de sendos transistores.

Multivibrador monoestable.

Dentro de los multivibradores de funcionamiento excitado se distinguen dos tipos:

Monoestable, que permanecen en un estado determinado mientras no se les aplique una señal exterior que les haga cambiar al estado contrario para, posteriormente, regresar de nuevo al de reposo y permanecer en él hasta la presencia de un nuevo impulso de excitación.

Biestable, que pueden permanecer en cualquiera de los dos estados de forma indefinida, si no se les aplica una señal exterior que les haga cambiar al estado contrario.

El multivibrador monoestable no es estrictamente un oscilador, pero en determinadas circunstancias se puede comportar como tal, aunque siempre controlado por una señal exterior.

El multivibrador monoestable es muy similar al astable, como podemos observar.

Es importante resaltar dos intervalos de tiempo: el tiempo de modo "cuasi estable" y el tiempo de recuperación del condensador. La generación de un nuevo pulso debe respetar la suma de estos dos intervalos, de lo contrario prodría no obtenerse los resultados esperados.

Tiempo en que el circuito se encuentra "cuasi estable"

Tiempo de recuperación:

Vsat :Voltaje de alimentación del operacional menos el voltaje de Swing (Vswing aprox. 2V a 3V )

VD1 :Voltaje del diodo D1

El tiempo entre pulsos no debe ser menor a:

T = t + tr

De esta forma se requiere que la señal de entrada posea una frecuencia menor a:

f = 1 / T

GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR

Si a un integrador se le mantiene la entrada a un nivel de corriente continua (constante), por un largo periodo de tiempo, este llegará a saturación.

Observando las figuras del gráfico más abajo se puede ver que si la onda de entrada es cuadrada, el área acumulada es la que se muestra en la primera figura y la forma de onda de la salida será la que se muestra en la tercera figura.

Se puede ver que la tercera figura es el inverso de la segunda debido a que se utiliza un amplificador operacional como inversor

Entre t0 y T1: En el gráfico superior se ve que mientras la tensión de entrada (Vent) se mantiene constante positiva el área acumulada aumenta y la tensión de salida (Vsal) tiene pendiente negativa debido a la inversión (la señal de entrada ingresa por el terminal inversor del amplificador operacional).

En t1: La forma de onda de la entrada cambia su polaridad bruscamente a un valor negativo, el área acumulada va disminuyendo  y la forma de

onda de la salida tiene pendiente positiva.

En t2: La entrada cambia a un valor positivo bruscamente y el ciclo se vuelve a repetir.

En el gráfico anterior el tiempo en que la señal de entrada permanece constante, ya sea positiva o negativa, no es suficiente para que el integrador de se sature en su salida

Si la entrada es una onda cuadrada, el integrador se puede utilizar como generador de onda triangular

CIRCUITO:

MULTIVIBRADOR MONOESTABLE

GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR

FUNCIONAMIENTO – RESULTADOS

MULTIVIBRADOR MONOESTABLE

En el circuito de la figura, el A.O. está comparando continuamente las tensiones Vc y Vb. El estado inicial del circuito se considera saturado en +Vsat, lo cual implica que C1 se cargará con una tensión positiva, la cual la fija el D1, polarizado directamente, con lo cual VC1=0,7V. La tensión en la entrada inversora (0,7V) es menor que la de la entrada no inversora

siendo (R2 || R4) la combinada en paralelo de R2 y R4. En el momento de introducir un

impulso negativo por Vd es integrado por la célula C2, R4, apareciendo en Vb una señal menos positiva que antes del impulso, si la tensión en Vb es menor que la que hay en Vc, es decir 0,7V el A.O. saturará a negativo lo cual implica que C1 descargue los 0,7V y comience a cargarse con una tensión negativa, cuando esta tensión disminuya, (sea más negativa)

que la tensión en Vb ( ya que D2 estará polarizado inversamente) el A.O. volverá a saturar a positivo, descargando C1 y cargándose a 0,7V, a este tiempo de carga y descarga de C1 se le denomina de transición y durante el mismo no puede haber otro impulso de disparo.

Cálculo de tiempo t.

Despreciamos los 0,7V del condensador.

GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR

Es un circuito de un generador bipolar de onda triangular. La onda triangular está disponible en la salida del circuito integrador 741. En la salida del comparador 301 está disponible una señal de onda cuadrada, Vb, adicional. Para entender la operación del circuito, hay que referirse al intervalo 0 a 1ms de la figura. Suponga que Vb es alto el +Vsat. Esto forza una corriente constante a través de C para llevar Va negativo de Vut Vlt. Cuando Va llega aa Vlt, el terminal de 3 del 301 pasa a negativo y Vb cambia súbitamente a –Vsat y t=1ms

Cuando Vb está en –Vsat forza una corriente constante a través de C para llevar a Va a positivo desde Vlt hacia Vut. Cuando Va llega a Vut en t=2ms, la terminal 3 del 301 pasa a positivo y Vb cambia súbitamente a +Vsat.

CONCLUSIONES:

Se pudo notar que cuando la entrada diferencial fue positiva, la salida del amplificador operacional se satura cerca del valor positivo de la alimentación y cuando la entrada diferencial fue negativa, la salida se satura cerca del valor negativo de la alimentación.

La salida de la señal de onda cuadrada es casi constante en amplitud y período que es calculado con formula matemática.

Para obtener como señal de salida una onda triangular debemos trabajar con el amplificador como circuito integrador para que trabaje sobre la señal de entrada cuadrada y la haga triangular.

La onda de salida triangular es simétrica es decir se comprobó que sus tiempos de subida y de bajada son iguales.

La funcionalidad de estos tipos de circuitos generador de onda cuadrad y triangular es importante ya que nos evita el uso de un generador.

RECOMENDACIONES:

La configuración de los amplificadores operacionales es muy importante para dar los niveles de salida que estamos buscando, teniendo muy en cuenta las resistencias y ganancias que obtendremos.

Tener muy en cuenta la polaridad con que se trabaja con el condensador para que y el valor indicado de este para que nos de la señal.

Lograr estabilizar los niveles de el potenciómetro para obtener la onda triangular caso contrario nos resultara un nivel DC como salida.

BIBLIOGRAFÍA:

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/MULTIVIBRADORMONOESTABLE.php

http://informatica.uv.es/iiguia/INS/lab/lins_p4.pdf http://html.rincondelvago.com/multivibradores.html http://www.unicrom.com/Tut_integrador1.asp

ANEXOS