Objetivos de la práctica
Aprender la configuracion ASTABLE con el circuito integrado LM555, y observar su comportamiento.
Introducción teórica
Este integrado puede utilizarse entre otras cosas para:
*Circuitos monoestables.
* Osciladores astables.
* Generador de rampas de tensión
* Detector de desaparición de impulsos.
* Circuitos moduladores de impulsos.
* Temporizadores secuenciales.
* Osciladores controlados en tensión.
Características
*Trabaja con tiempos desde microsegundos a horas.
* Puede funcionar en modo astable o monoestable.
* Ciclo de trabajo ajustable.
* Corrientes de salida de +-200mA.
* Compatible con TTL con Vcc=5V.
* Muy estable con la temperatura 0.005% por ºC.
* Tensión de alimentación entre 4.5 y 18V.
Actividades
Los materiales a utilizar en esta práctica seran los siguientes:
*Circuito integrado LM555
*Resistor de 2,7KΩ
*Resistor de 5,6KΩ
*Resistor de 1KΩ
*LED rojo baja intensidad
Desarrollo
En la imagen podemos observar que la señal de salida o "out" no tiene una frecuencia exacta de 1kHz sino que es de 1,22kHz , y esta error es debido a que en la práctica se usan resistores comerciales no los calculados.
Esta es la señal es la de carga-descarga del capacitor , o bien "threshold".
En el video se muestra el correcto funcionamiento del circuito astable.
Cálculos
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Tipos de Osciladores
El oscilador Meissner
El oscilador Meissner está compuesto por un circuito oscilante LC, una etapa amplificadora y una realimentación positiva. Una de las características de este oscilador es que la realimentación se produce por medio de un acoplo inductivo, es decir, entre una bobina auxiliar y la bobina que compone el circuito tanque. En estos osciladores la oscilación desacoplada y amplificada debe ser introducida de nuevo en el circuito oscilante, y para conseguir que la oscilación que entró en un principio al circuito sea reforzada, la oscilación de la realimentación debe estar en fase con ella. Para conseguir este efecto tenemos que cuidar que los arrollamientos del transformador estén correctamente conectados porque, de lo contrario, no conseguiríamos ningún tipo de oscilación. Para que se produzca una frecuencia de oscilación estable hay que tener en cuenta todos los datos del transistor, es decir, cómo actúa frente a las diferentes tensiones, intensidades y con los cambios de temperatura. La etapa amplificadora del oscilador está formada por el transistor que, en esta clase de montajes, se coloca en base común. El circuito oscilante se conecta al colector. Existe otro tipo de oscilador muy parecido al de Meissner que se denomina oscilador de Armstrong.
El oscilador Hartley
La principal característica de estos circuitos osciladores es que no utilizan una bobina auxiliar para la realimentación, sino que aprovechan parte de la bobina del circuito tanque, dividiéndose ésta en dos mitades, L1 y L2. Colocamos dos resistencias para polarizar adecuadamente el transistor. Hay dos formas de alimentar al transistor: en serie y en paralelo. La alimentación 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. Según donde se coloque la toma intermedia de la bobina se va a producir una amplitud de tensión u otra; pudiendo llegar a conectarse o desconectarse el circuito.
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.
El oscilador en puente de Wien
Este es un oscilador tipo RC, el denominado oscilador en puente de Wien. Cuando trabajemos en bajas frecuencias no vamos a poder usar los osciladores tipo LC, debido a que el tamaño de la bobina y de la resistencia tendrían que ser demasiado grandes y caros. Para sustituirlos vamos a usar una red desfasadora formada por RC, es decir, resistencias y condensadores, como es el caso del ya mencionado oscilador en puente de Wien. Está constituido por una etapa oscilante, dos etapas amplificadoras, formadas por dos transistores. El circuito está conectado en emisor común y al tener dos etapas en cascada la señal es desfasada 360º y después vuelve a ser realimentada al circuito puente. La señal de salida del segundo transistor se aplica al circuito puente constituido por dos resistencias y también es aplicada a la entrada del puente de Wien, que es el circuito oscilante formado por una resistencia y un condensador. La frecuencia de oscilación viene determinada por los valores de la resistencia y del condensador que forman el puente de Wien. Este tipo de circuitos presenta una gran estabilidad a la frecuencia de resonancia. A parte de ésta tiene como ventajas su fácil construcción, un gran margen de frecuencias en las que trabaja perfectamente y la posibilidad de obtención de una onda sinusoidal pura cuando tienen la suficiente ganancia como para mantener las oscilaciones. Dentro de sus inconvenientes podemos mencionar que se pueden producir pérdidas en las resistencias y una salida variable con la frecuencia de resonancia.
El cuarzo
Muchas veces hemos oído hablar del cristal de cuarzo como elemento imprescindible en gran variedad de aparatos electrónicos.La razón de la utilización masiva del cuarzo radica en una propiedad electromecánica, conocida como efecto "piezoeléctrico", la cual es, como veremos, de una gran utilidad en los osciladores. El cuarzo tiene la propiedad de deformarse mecánicamente, es decir, aumentar o disminuir su volumen, cuando se le aplica una diferencia de potencial entre sus extremos. Además, este efecto piezoeléctrico es reversible, por lo que, si de alguna forma somos capaces de oprimir un cristal de cuarzo, podríamos observar cómo, durante el tiempo en que el cristal está reduciendo su tamaño, produciría una diferencia de potencial entre sus caras opuestas. Este efecto reversible es parecido al de un motor eléctrico, el cual, si le aplicamos una diferencia de polaridad comienza a girar pero si, por el contrario, lo hacemos girar manualmente, se produciría una diferencia de potencial entre sus dos conexiones.
Información obtenida de la web:http://www.angelfire.com/al2/Comunicaciones/Laboratorio/oscilad.html
Conclusión
A través de la práctica pudimos verificar el correcto funcionamiento del integrado con la configuración astable.
