Cuarto Problema. Electrónica Analógica. Diego Cabaleiro

Transcripción

1 Cuarto Problema Electrónica Analógica Diego Cabaleiro

2 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9 El circuito de la figura es un aestable: 1. Sabiendo que la impedancia de salida en la patilla del 555 es muy pequeña, pero no nula y considerando el zener como ideal, qué tensión habrá en esa patilla, cuando conduzca el diodo zener como zener?. Si el ciclo de trabajo es el cociente del tiempo que la salida está a tensión alta, partido por el periodo, obtener una formula del ciclo de trabajo, del periodo y de la frecuencia. (No utilizar valores numéricos).. Qué valor ha de tener R para obtener un ciclo de trabajo del 75% (.75)? 4. Cuánto valen el periodo y la frecuencia para ese ciclo de trabajo? 5. Calcular y dibujar la tensión en el condensador, la tensión en la salida y la tensión en el diodo zener. 15 V1 8 U1 R VCC TRIGGER RESET OUTPUT CONTROL THRESHOLD DISCHARGE GND D C1 1n 1 555B 1 D1 V R 1k R1 11k C 1n 1

3 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso Sabiendo que la impedancia de salida en la patilla del 555 es muy pequeña, pero no nula y considerando el zener como ideal, qué tensión habrá en esa patilla, cuando conduzca el diodo zener como zener? R muy pequeña 15 Vo R= Vz D Observando el esquema anterior equivalente, y sabiendo que la impedancia en la patilla del 555 es muy pequeña pero no nula y el zener es ideal, entonces la tensión en la patilla del 555 cuando el diodo conduce como zener es de 1V.. Si el ciclo de trabajo es el cociente del tiempo que la salida está a tensión alta, partido por el periodo, obtener una formula del ciclo de trabajo, del periodo y de la frecuencia. (No utilizar valores numéricos). El circuito es el siguiente: 15 V1 8 U1 R VCC TRIGGER RESET OUTPUT CONTROL THRESHOLD DISCHARGE GND D C1 1n 1 555B 1 D1 V R 1k R1 11k C 1n

4 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9 Analizamos el intervalo T, el circuito equivalente es el siguiente: R 7 1 R 1k Vo R1 11k C 1n Ic = V El condensador esta descargado (Ic=V), por lo que explicamos anteriormente la patilla (salida) tiene una tensión de 1V, por lo tanto Vo=Vz=1V. Analizamos este circuito, por lo tanto: Vci=V θo= R1 R C Vcf = Vz Cuándo la tensión en el condensador sobrepase los /Vcc, el interruptor se cierra y la salida se pone a cero. El circuito por lo tanto cambia. Intervalo T Vci V θo R1 R C Vcf Vz

5 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9 Ahora analizamos el intervalo T1, el circuito equivalente es el siguiente: R 7 1 R R1 11k C 1n 1k Ic=/Vcc El condensador está cargado (Ic=/Vcc), la salida del 555 está a cero. Analizamos este circuito, por lo tanto: Vci=/Vcc θ1= R1 R R C Vcf = V El próximo cambio se produce cuándo la tensión en la patilla es menor a 1/Vcc, entonces cuándo la tensión del condensador baje de 1/Vcc se produce el cambio. En ese instante la salida cambia a Vz (1V) y se abre el interruptor. Vamos a calcular la T1: / 1/ / 1/ / 1 ln Δ Δ ln 4

6 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9 Intervalo T1 Vci /Vcc θo R1 R R C Vcf V Δ ln Ahora analizamos el intervalo T, el circuito equivalente es el siguiente: R 7 1 R 1k Vo R1 11k C 1n Ic = 1/Vcc El condensador está cargado (Ic=1/Vcc), el interruptor está abierto y la salida tiene una tensión de 1V, por lo tanto Vo=Vz=1V. Analizamos este circuito, por lo tanto: Vci=1/Vcc θ= R1 R C Vcf = Vz Cuándo la tensión en el condensador sobrepase los /Vcc, el interruptor se cierra y la salida se pone a cero, el circuito volvería a cambiar. Ahora vamos a calcular la T: 5

7 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9 / / / 1/ ln Δ ln Δ Δt ln Intervalo T Vci/Vcc θ R1 R C Vcf Vz R1/ R1 R Δt ln El ciclo de trabajo (D), es el cociente del tiempo que la salida está a tensión alta, partido por el período, por lo tanto: D Δ Δ Δ El periodo (T), es la suma del t1 más el t1, por lo tanto: T Δ Δ La frecuencia (F), es la inversa del período: F 1 1 Δ Δ

8 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9. Qué valor ha de tener R para obtener un ciclo de trabajo del 75% (.75)? El ciclo de trabajo era: Simplificando y despejando: D,75 Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Ahora vamos a calcular el valor de Δ, a partir de la fórmula anterior: Substituyendo: Operando: Δt ln Δt ln , Δt,14 ms Como Δt= Δt1, entonces: Δ Δ,14,55 Ahora que ya sabemos el valor de Δt1, ya podemos averiguar el valor de la resistencia R, mediante la fórmula del Δt1: Calculamos R1 R: Δ ln 11 1, ,55,9,917,1 R 5,7 7

9 Cuarto Problema de Electrónica Analógicaa Curso Cuánto valen el periodo y laa frecuencia para ese ciclo de trabajo? El periodo (T), es la suma del t1 más el t, por lo tanto: T Δ Δ, 55,14,19 ms La frecuencia (F), es la inversaa del período: F 1 1 Δ Δ 1,19 45, 5. Calcular y dibujar la tensión en el condensador, tensión en el diodo zener. la tensión en la salidaa y la 8

10 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso 8 9. Tensión en el condensador, la tensión en la salida y la tensión en el diodo zener en OrCAD. 9

11 Cuarto Problema de Electrónica Analógica Curso Autor Universidad de La Coruña Campus de Ferrol Escuela Universitaria Politécnica Ingeniería Técnica Industrial, en Electrónica Industrial Electrónica Analógica Diego Cabaleiro Sabín /11/8 1