Multivibradores de monoestable biestable astable

Documento de estudio

1. 1
MULTIVIBRADORES
1.MULTIVIBRADOR BIESTABLE (dos estados estables)
 FLIP-FLOP
 SCHMITT TRIGGER
2.MULTIVIBRADOR MONOESTABLE (un estado estable y un estado
inestable)
3.MULTIVIBRADOR ASTABLE (dos estados inestables)

2. 2
•Elcircuitoelectrónicoquemásseutilizatantoenla
industriacomoenloscircuitoscomerciales,eselcircuito
temporizadoroderetardo,cabedestacarelmáseconómico
ytambiénmenosprecisoqueconsisteenunaresistenciayun
condensador.
•Untemporizadorbásicamenteconsisteenunelementoque
seactivaodesactivadespuésdeuntiempomásomenos
preestablecido.Deestamanerapodemosdeterminarel
tiempoquehadetranscurrirparaqueelcircuitosusceptible
detemporizarsesedetenga,empieceafuncionaro
simplementecierreuncontactooloabra.
Introducción
MULTIVIBRADORES MONOESTABLES

3. 3C
1
R
1
D
1
I
C
I
D
V
i
Circuito de Retardo
(delay circuit)
Simulación 1 Temporizador Simple

4. 4
Poseenunestadoestableyuno
inestableEstado Estable
Estado Inestable
t
m Disparo Disparo
t
m
t
m
•Elt
mesindependientedel
anchodelpulso.
•Siduranteelt
mhayotro
disparoestesesumasiel
monoestableesredisparable.
t
m= tiempo del Monoestable
Multivibradores Monoestable
Monoestable

5. 5R
C
R
C
1
V
CC
Vout
2
Vout
1
T
1
T
2
+
C
2
R
2
R
3
R
1
•Monoestable con Transistor :1*69.0RCt
Simulación 2
Monoestable con
Transistor
Multivibrador Monoestable

6. 61
2
3
4
555
5
6
7
8
Thershold
Discharge
V
CC
VCO
GND
Trigger
Output
Reset Comparador
inferior
Comparador
superior
Transistor
de descarga
FF
7
6
5Kohm
2/3V
CC
1/3V
CC
5Kohm
5
2
5Kohm
Impulsador
de
salida
3
1
8 4
Configuración
Interna
•Monoestable con CI 555 :
Multivibrador Monoestable

7. 75
0,01µF
1
8
555
4
V
CC
7
6
2
3
V
O
R
C
V
in
•Monoestable con CI 555 :CRt
Am 1,1
Simulación 3
Monoestable
con CI 555
Multivibrador Monoestable

8. 8
Multivibrador Monoestable
•Monoestable con CI 555 :10µs100µs 1ms 10ms 100ms 1s 10s 100s
0,1
0
100
10
1
0,01
1Kohm
10K ohm
100 Kohm
1Mohm
10Mohm
Tiempo de retardo (s)
C, Capacitancia (µF) 2/3V
CC
0
+V
0
Trigger
V
C
V
O
V
O
1
Reset

9. 92
3
1
14456
7 9128
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
V
DD
R
C
OSC
OUT 1
7
R-C común
______
Astable
Astable
- Trigger
V
SS
(GND)
R
C
CD
4047
8
14
Osc. out
Retrigger
_
Q
Q
Ext. RESET
+ Trigger
V
DD Configuración
•Monoestable con CI CD4047 :
Multivibrador Monoestable

10. 10ASTABLE
GATE
CONTROL
MONOSTABLE
CONTROL
C
8
6
4
5
TIMING
LOW
POWER
ASTABLE
MULTIVIBRATOR
3 1 2
RETRIGGER
CONTROL
FREQUENCY
DIVIDER
(div 2)
13
12
10
11
9
147 Configuración Interna
•Monoestable con CI CD4047 :
Multivibrador Monoestable

11. 112
3
1 12
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
R
C
OSC
OUT
9765
V
DD
4148
TRIGGER 4, 14
4, 8, 14
5, 6, 7, 9, 12
5, 7, 9, 12
5, 6, 7, 98, 12
8
6
4, 14
Canto de Subida
Canto de Bajada
Subida y Bajada
V
CC
GND Trigger
•Monoestable con CI CD4047 :
Monoestable con CD4047
Multivibrador Monoestable

12. 12
APLICACIÓN AL MULTIVIBRADOR MONOESTABLED R
a
C
Salida
48
6
2
1
3
+V
CC
Salida
POWER ON
0 V
+V
CC
t
m
555
ESTE MULTIVIBRADOR
SE DISPARA CUANDO
ES ENERGIZADO .
SU SALIDA ES ACTIVADA
EN UN TIEMPO tm,
DESPUÉS QUE ES
ENERGIZADO

13. 13
APLICACIÓN AL MULTIVIBRADOR MONOESTABLESalida
48
6
2
1
3
D
C
R
a
+V
CC
Salida
0 V
+V
CC
t
m
POWER ON
555
ESTE MULTIVIBRADOR
SE DISPARA CUANDO
ES ENERGIZADO .
SU SALIDA SE ACTIVA
DESPUES DE UN TIEMPO
DE RETARDO t
m,
DESPUÉS QUE ES
ENERGIZADO

14. 14
Multivibrador Astable
Astable:poseedosestadosinestables,
esungeneradordeondacuadradao
rectangular.Sepuedeformarcon
Amp.Op’s.Fet’s,Bjt’s,Compuertas
LógicasyCI’s,etc…1º Estado
2º Estado

15. 15
•Astable con TransistorR
C
R
C
1
R
C
R
C
2
V
CC
Vout
2
Vout
1
T
1
T
2 V
BEsat
V
BEsat
- V
CC
V
CC
V
CC
Vout
1
Vout
2
V
B1
V
BEsat
V
BEsat
- V
CC
V
B2
t
1
t
2
Simulación 1 Astable con Transistor
Multivibrador Astable

16. 161169.0 CRt  2269.0 CRt 
Nivel Alto ( descarga de C
1 )
Nivel Bajo ( descarga de C
2 ) 
2121 69,0 CCRttT 
Si el circuito es Simétrico, o sea, C
1= C
2 = CRCT 38.1
•Astable con Transistor
Demostrar que:
Multivibrador Astable

17. 17Osc. Senoidal Comparador
V
Ref
V
out V
Ref
Comparador Integrador
V
out
•Astable con Amp-Op :
Multivibrador Astable

18. 18
Multivibrador Astable
Astable con Amp-Op :
Oscilador de Relajación+
-
-V
+V
R
f
C
R
1
R
2

+
-
I
+
carga a C
hasta V
UT
V
UT
- V
C +
V
o = +V
sat
I
+
(a) Cuando V
o = +V
sat, V
C se carga al valor V
UT

19. 19
Multivibrador Astable+
-
-V
+V
R
f
R
1
R
2

+
-
I
-
I
-
carga a C desde V
UT
hasta V
LT
+ V
C -
V
LT
V
o = -V
sat

- V
C +
Voltaje inicial = V
UT
(b) Cuando V
o = -V
sat, V
C se carga al valor V
LT
Multivibrador astable (R
1= 100k, R
2= 86k).

20. 20
Multivibrador Astable15
10
5
0
-5
-10
-15
T = 2RC = 1/f
V
0 = +V
sat
Tiempo
t
1 = R
fC t
2 = R
fC
(c) Formas de onda
V
o
V
C
V
0 = -V
sat
V
LT
V
UT CRT
f
2 1286.0RR
Cuando:CRT
f
f2
11


21. 21









CR
t
C
eVV
1
1
1 









CR
t
C
eVV
1
2
1 







 1
2
ln2
3
2
121
R
R
CRttT
Si t
1= t
2
Astable con Amp-Op :
Oscilador de Relajación
Multivibrador Astable
Demostrar que:

22. 221
2
3
4
555
5
6
7
8
Thershold
Discharge
V
CC
VCO
GND
Trigger
Output
Reset Comparador
inferior
Comparador
superior
Transistor
de descarga
FF
7
6
5Kohm
2/3V
CC
1/3V
CC
5Kohm
5
2
5Kohm
Impulsador
de
salida
3
1
8 4
Astable con CI 555 :
Astable con CI 555
Multivibrador Astable

23. 23V
C
2
6
C
5
0,01µF
1
8
555
4
V
CC
3
V
O
7
R
A
R
B 2/3 V
CC
1/3 V
CC
t
on
t
off
V
CC
V
C
V
CC
V
O
t
1 t
2
t
t
Astable con CI 555 :
Multivibrador Astable
Configuración

24. 24 CRRt
BA 693,0
1 CRt
B693,0
2
Nivel Alto ( carga de C)
Nivel Bajo ( descarga de C) CRRttT
BA  2693,0
21
Para obtener t
1= t
2 , implica R
B>> R
ACRT
B38,1
Astable con CI 555 :
A partir del gráfico anterior, demostrar que:
Multivibrador Astable

25. 252
3
1
14456
7 9128
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
V
DD
R
C
OSC
OUT 1
7
R-C común
______
Astable
Astable
- Trigger
V
SS
(GND)
R
C
CD
4047
8
14
Osc. out
Retrigger
_
Q
Q
Ext. RESET
+ Trigger
V
DD
Configuración
•Astable con CI CD4047
Simulación 4 Astable con CI CD4047
Multivibrador Astable

26. 26ASTABLE
GATE
CONTROL
MONOSTABLE
CONTROL
C
8
6
4
5
TIMING
LOW
POWER
ASTABLE
MULTIVIBRATOR
3 1 2
RETRIGGER
CONTROL
FREQUENCY
DIVIDER
(div 2)
13
12
10
11
9
147
Configuración Interna
Astable con CI CD4047
Multivibrador Astable

27. 27
T
A= Período de la señal o (complemento)
T
A osc= Período de la señal del Oscilador InternoRCT
A 4.4 RCT
oscA 2.2
T
A osc
T
A
OSC
OUT
Q
_
Q oscAA TT
 2
Multivibrador Astable
Astable con CI CD4047 :Q Q

28. 28
GENERADORES DE FUNCIÓN
•GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
•GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
•GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR
•GENERADOR ESCALERA

29. 29
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
Se puede construir con diferentes elementos
activos tales como:
•Transistores
•Amplificadores Operacionales
•CI dedicados (LM555, CD4047,..etc)
•Compuertas lógicas

30. 30
Definiciones:
Tiempo de encendido: t
ON
Tiempo de apagado: t
OFF
Ciclo de trabajo(duty cycle): DOFFON
ON
tt
t
D


GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULARt
OFF
t
ON

31. 31
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
CON TRANSISTORR
C
R
C
1
R
C
R
C
2
V
CC
Vout
2
Vout
1
T
1
T
2  
2121 69,0 CCRttT 
Si el circuito es Simétrico, o sea, C
1= C
2 = CRCT 38.1

32. 32
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULARR
C
R
C
1
R
C
R
C
2
Vout
2
Vout
1
T
1
T
2
V
CC
V
BB
Conversor de frecuencia –voltaje (VCO)
Calcular f=1/T
Dibujar en secuencia de
fase V
OUT1 , V
OUT2 , V
B1
yV
B2

33. 33
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
CON AMPLICADOR OPERACIONALV
O
V
REF
V
+
V
-
V
C
C
R
R
2
R
1 V
O
t
1
t
2
V
C 







 1
2
ln2
3
2
121
R
R
CRttT

34. 34
CON CI LM555
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULARV
C
2
6
C
5
0,01µF
1
8
555
4
V
CC
3
V
O
7
R
A
R
B 2/3 V
CC
1/3 V
CC
t
on
t
off
V
CC
V
C
V
CC
V
O
t
1 t
2
t
t  CRRttT
BA  2693,0
21

35. 35
VCOCON CI LM555
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULARV
C
2
6
C
5 1
8
555
4
V
CC
3
V
O
7
R
A
R
B
E
E
V
O

36. 36
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
CON CI CD40472
3
1
14456
7 9128
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
V
DD
R
C
OSC
OUT RCT
A 4,4 RCT
oscA 2,2
oscAA TT
 2 T
A osc
T
A
OSC
OUT
Q
_
Q
t
t
t

37. 37
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
(SAWTOOTH GENERATOR)741
+
-
-15V
+15V
+
-
301
-15V
+15V
R
i = 10k
R
B = 10k
D
E
i = -1V
C = 0.1F
5k
0-10k
D
10k
Q
D = 2N3904 ó
2N2222
V
o ramp
V
o comp
V
ref = 10V
Q
D
Q
1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.

38. 38
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
(SAWTOOTH GENERATOR)10
0
-5
-10
15
-15
5
t (ms)
V
o comp
V
o comp y V
o ramp (V)
10 20
V
o ramp
V
o compV
ref
(b) Salida de onda diente de sierra
V
o ramp y salida del comparador
t (ms)
5
0
V
o ramp (V)
La rampa se eleva hasta alcanzar
el voltaje pico definido por V
ref
La tasa de la subida está definida por:
E
i /R
iC = V
o ramp/t
105
V
ref = 10 ref
i
i
o
V
E
R
f









1

39. 39
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
(SAWTOOTH GENERATOR)
T
V
O
V
O
V
C
V
C
R
1puede ser un diodo zener

40. 40
GENERADOR BIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR741
+
-
-15V +
-
+15V
-15V
+15V
C = 0.05F
R
i = 14k
301
pR = 28k
V
B
V
A
R = 10k
(a) El circuito integrador 741 y el circuito comparador 301
se conectan para construir un generador de onda triangular
El circuito generador de onda triangular bipolar en (a)
produce las señales de un oscilador de onda cuadrada y
triangular que se muestran en (b). La frecuencia de este
generador es de 1kHz.

41. 41
GENERADOR BIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR15
+V
sat
-V
sat
10
5
0
-5
-10
-15
V
UT
V
LT
t (ms)
1 2 3
V
A y V
B (V)
(b) Formas de onda
V
A en función
de t
V
B en función de t CR
p
f
i
o
4


42. 42
GENERADOR UNIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR741
+
-
-15V +
-
+15V
-15V
+15V
C = 0.05F
R
i = 14k
301
V
B
V
A
R = 10k
pR = 28k
D
(a) Generador de onda triangular unipolar
El diodo D convierte el generador de onda triangular bipolar en
un generador de onda triangular unipolar. Este es un generador
basico, la frecuencia de oscilación es de 1kHz.

43. 43
GENERADOR UNIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR15
+V
sat
-V
sat
10
5
0
-5
-10
-15
V
UT
t (ms)
1 2 3
V
A y V
B (V)
V
A en función
de t
V
B en función de t
(b) Formas de onda CR
p
f
i
o
4


44. 44
APLICACIONES

45. 45
APLICACIONES DEL 555
Operación como SCHMITT TRIGGER+
-
-
+
1
2
V
CC +15V
R
3
4.7k
5k
5k
5k
R
1
180
0.1
F
3
3
8
6
5
1 4
OPEN
COLLECTOR
ACTIVE
PULLUP
STROBE
OUTPUT
2
INPUT
(senoidal)
THRESHOLD
ADJUST

46. 46+V
CC
Salida
48
3
C
6
21
7
D
1 D
2
R
3
1k
R
4
1k
R
2
10M
R
1
10M
555
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
CIRCUITO CON CONTROL DE CARGA Y DESCARGA
EN FORMA INDEPENDIENTE (Control del ciclo de trabajo)

47. 47+V
CC
Salida
48
3
C
6
21
7
D
1 D
2
R
1
10M
R
2
1k
R
3
1k
555
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
AJUSTE DE FRECUENCIA Y CICLO DE TRABAJO

48. 4848
6
21
3
5
7
C
+V
CC
Salida
3.3K
RB
R
a R
b
Q
1
Q
2
R
1
5.1K
4.7K
.01
555
R
P
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
AJUSTE DE CICLO DE TRABAJO (con R
P)

49. 4948
21
3
6
+V
CC
R
1k
3-12pF
7
100khz
XTAL
1M
C
.01
Salida
555
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
FRECUENCIA DEL ASTABLE CONTROLADO POR CRISTAL
AJUSTE FINO DE
FRECUENCIA

50. 50
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
OSCILADOR DUAL (dos tonos)+5V
7404
7404
1
2
67
4
5
9 8
10
14
13
12
5F
5F
.01
.02
4.7k
4.7k
68k
68k
+5V
PUNTO B
PUNTO A
1/2
556
1/2
556

51. 51
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA48
7
6
21
+5V
+5V
R
1
R
2
R
3
C
1
R
5
1k
R
4
1k
C
2
33F
SALIDA DIENTE
DE SIERRA
555   
1321
2211
13
52
21
69,075,0
1
10
sec5
10
CRRR
f
CRCR
CR
RR
RR








52. 52
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
GENERADOR DE FUNCIONES8 4
12
6
3
4.7k
4.7k
4.7k
4.7k
8
D
12.2k
Zener de 3.3V
Q
3
Q
1
i
1 i
2
C
Q
2
D
2
Zener de 3.3V
555 C
f
75


53. 53
GENERADOR DE ONDA CUADRADA Y
TRIANGULAR CON EL IC 566

54. 54
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)V
CC = 15V
R
1
2
6
41
8
7
5
5
5
R
2
10nF
D D 3
5
0.1F
8.2k
out
T
1
R
-
+0.1F
15k
15k
8.2k
6.8k
D
10k10k
10k
1F
-
+
V
o
6.8k
10k
V
CC
10k
T
2
V
1
V
3
V
2
D
D
V
oR
a
R
b
TAREA:
1. ENMARQUE LOS
BLOQUES QUE
COMPONEN ESTE
CIRCUITO Y PONGALE
NOMBRE
2. DIBUJE LAS FORMAS
DE ONDA A LA SALIDA
DE CADA BLOQUE

55. 55
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)V
CC = 15V
R
1
2
6
41
8
7
5
5
5
R
2
10nF
D D 3
5
0.1F
8.2k
out
T
1
R
-
+0.1F
15k
15k
8.2k
6.8k
D
10k10k
10k
1F
-
+
V
o
6.8k
10k
V
CC
10k
T
2
ASTABLE A INTEGRADOR
V
1
V
3
V
2
D
D
ASTABLE B
V
oR
a
R
b

56. 56
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)LF398
LF398
R
1
4.7k R
2
Q
1 = 2N2222
47k
-15V
+15V
3
5
1
4
6
8
C
1
0.01F
C
2
300pF
D
3 LM113
1.2V
CLOCK
RESET
CLOCK
INPUT
11k
R
5
R
48.2k
R
34.7k
1N914
D
V
o
1
4
+15V
-15V
5
6 8
3
7
1N914
D
2
R
64.7k
C
4
300pF
3k
R
8
R
712k
C
3
0.01F
P
1 50k
Rango de voltaje
del escalón
TAREA:
DIBUJAR EL DIAGRAMAS
DE BLOQUES Y LAS FORMAS
DE ONDA EN CADA BLOQUE

57. 57
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)

58. 58
TAREA
SE PUEDE CONSTRUIR UN GENERADOR
DE ESCALERA, TENIENDO COMO
BASEUN CONVERSOR DIGITAL
ANÁLOGO Y UN CONTADOR BINARIO

59. 59
GENERADOR DE ONDA CUADRADA,
TRIANGULAR Y SENOIDAL CON EL
ICL8038

60. 60
GENERADOR DE FUNCIONES CON EL ICL8038
ONDA CUADRADA, TRIANGULAR Y SENOIDAL