PRÁCTICA 5. OSCILOSCOPIOS CON DOBLE BASE DE TIEMPO. OSCILOSCOPIO HM 1004 (III). MULTIVIBRADOR ASTABLE INTEGRADO.

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1 PRÁCTICA 5. OSCILOSCOPIOS CON DOBLE BASE DE TIEMPO. OSCILOSCOPIO HM 1004 (III). MULTIVIBRADOR ASTABLE INTEGRADO. DETERMINACIÓN DE LA FRECUENCIA DE TRABAJO. MEDIDAS DE PARÁMETROS DE LA SEÑAL AYUDADOS DE LA DOBLE BASE DE TIEMPOS Objetivos. Obtener destreza en el manejo de la doble base de tiempos de un osciloscopio. Utilizar la doble base de tiempo de un osciloscopio para visualizar ampliaciones transitorios o zonas de señales de difícil visualización con la base principal. Haciendo uso de la doble base de tiempos, determinar los umbrales de la tensión de entrada que hacen posible la conmutación en un multivibrador astable integrado Metodología. Los osciloscopios con doble base de tiempos se emplean para visualizar ampliaciones de una señal principal. También se usan para visualizar zonas de señales que están separadas por un intervalo temporal que dificulta el correcto análisis. Las dos bases de tiempos reciben el nombre de principal y retardada. Esta última inicia su barrido un tiempo después de la principal. La base de tiempos B en modo retardado puede retardar el tiempo de desvío con el tiempo preestablecido en la base de tiempo B, el retardo lo establece un potenciómetro multivuelta Hold Off, a partir del punto de disparo de la base de tiempo A. De esta forma la deflexión de tiempo puede iniciarse en cualquier punto del periodo de la seña, permitiendo, permitiendo presentar, en comparación a la presentación de la base de tiempo A, el sector de tiempo que sigue al inicio de la deflexión de tiempo B 1

2 muy ampliado, aumentando la velocidad de deflexión (reduciendo el coeficiente de tiempo) Determinación de la frecuencia de trabajo de un multivibrador astable realizado con el C.I. 74Ls02. A continuación se monta es siguiente circuito: La ecuación de carga del condensador C, considerado k = RC es Siendo k = 6800 x 0,022x10-6 = 149,6 µs Vi1 = (VTR VDD) + (2 VDD VTR)(1 e -t/k ) Los valores que obtenemos son los siguientes: Se obtiene un valor de V TR de: V TR = 1,47 V. 2

3 Para un tiempo t = T1, cuando vi1 alcanza el valor VTR, valor umbral de cambio de estado, las puertas cambien sus niveles siendo: T1 = k ln (2 VDD VTR)/ (VDD VTR) 2VDD VTR -6 2x3,37 1, 147 T 1= k ln = 149,6x10 ln = 137,5µ s VDD VTR 3,37 1,147 Para VTR = 0,5 VDD T1 = k ln 3 = 1,1 RC = 164,5 µs Verificándose que el dutty-cycle del circuito es simétrico. T = T1 + T2 = 2 T1 = 2.2 RC = 329,12 µs La frecuencia es: 1 1 f = = = 3038, 4Hz 2,2RC 2,2x149,6 Resultando las gráficas: El motivo de que se obtenga un valor de 1,47 V, es debido a la tecnología TTL, siendo los rangos de éste entre 0,7 y 2 V que en este caso es 1,47 V, y no depende del valor de entrada, siempre es ese valor. 3

4 Experimentalmente hallamos T1 = 0,163 ms, y T2 = 0,0955 ms En este montaje, no se aprecia retraso apreciable Determinación gráfica de V TR para diferentes valores de V DD. Una vez montado el circuito anterior descrito, se tiene con los siguientes parámetros: C = 10 nf; R = 6,8 kω; µlógica.- 74LS02. condensador. Visualizamos las formas de onda de la salida del reloj y de carga del 4

5 A continuación, realizamos la misma práctica pero con la tecnología CMOS, es decir, cambiamos los componentes y volvimos a analizarlo, obteniendo la siguiente gráfica: En esta gráfica se representa todos los valores obtenidos en la experiencia, con una frecuencia de f =3,25 khz y teniendo una V TR = 2,29 V. Ayudándonos por la doble base de tiempos determinaremos el retardo que se produce al invertir doblemente la salida del reloj. En la práctica no fue posible añadir más componentes en el circuito, aún así, el retardo que apreciamos es prácticamente inapreciable. En el mismo circuito que hemos estado usando, queremos ampliar una zona de la salida del mismo, usando la doble base de tiempo. 5

6 La doble base de tiempos queda representado como: Los parámetros que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar un circuito integrado sea TTL o CMOS, son la rapidez de funcionamiento, inmunidad al ruido, umbral, etc. Los TTL tienen unas zona umbral y una zona intermedia llamada zona de incertidumbre, por ejemplo, de 0,7 V a 4,2 V no se sabe a ciencia cierta a que estado va a cambiar, esto hace que la tecnología TTL tenga una inmunidad al ruido mucho mayor a la tecnología CMOS, en general, el CMOS es mucho más sensible, debido a que esa zona de incertidumbre es mucho menor, provocando que sea una tecnología más rápida. 6

7 7 Angel Francisco Villoria Marcos