SISTEMAS ELECTRÓNICOSGISC, GISA, GIT, GITT

TEMA 6: EL TEMPORIZADOR INTEGRADO 555

1

TEMA 6: EL TEMPORIZADOR

INTEGRADO 555

SISTEMAS ELECTRÓNICOSGISC, GISA, GIT, GITT

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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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4

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

VCC

10 nF

+

-

vC

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6

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

VCC

10 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

tCtCtCC evvvtv

·)(

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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7

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

VCC

10 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

tCtCtCC evvvtv

·)(

0

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8

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

VCC

10 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

VCC

10 nF

+

-

vC

RB

0 t

t

vC

vOUT

VCC

2/3VCC

1/3VCC

0

VCC

T

TL

TH

t1 t2 t3

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10

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

VCC

10 nF

+

-

vC

RB

+

RA

C

VCC+

-vC

Q = 1

CR

t

tCtCtCCBevvvtv

·

0·)(

RB

Descarga 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·)(

RB

Descarga C

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11

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

VCC

10 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

VCC

T

TL

TH

t1 t2 t3

BA RRCT %50%

t1t2 t2t3

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12

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 BA

H

22

2·ln·

·2

1)(

·

0 t

t

vC

vOUT

VCC

VCONTROL

1/2VCONTROL

0

VCC

T

TL

TH

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·)(

RB

Descarga C

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13

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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14

EJERCICIO PROPUESTODado el circuito de la figura,

-

+

vi

R2 = 100k

R1 = 1k

Vref

A1

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.