Laboratorio N 06: CIRCUITO SCHMITT TRIGGER- CONFORMADOR DE PULSOSPrimo Flores Alexander Luis 2012024AFacultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Universidad Nacional de IngenieraLima, Per

I. OBJETIVO

Dar a conocer la configuracin del circuito Schmitt como la aplicacin de transistores en corte y saturacin.

Analizar sus aplicaciones como conformador de pulso y eliminacin de ruidos mediante el cambio de niveles.

Lograr el lazo de histresis en las curvas de transferencia V0 - Vin.

Adquirir destreza en el manejo de los manuales y obtencin de los data sheet de los dispositivos a usar.

Afianzar el trabajo en equipo asumiendo responsabilidades en el desarrollo de la experiencia.

II. TEORIA Disparador SchmittEfecto del uso del Schmitt trigger (B) en vez de un comparador (A) >EnelectrnicaunSchmitt triggerodisparador de Schmittes un tipo especial decircuitocomparador. Fue inventado por elestadounidenseOtto Herbert Schmitt.FuncionamientoEl Schmitt trigger usa la histresis para prevenir elruidoque podra tapar a la seal original y que causara falsos cambios de estado si los niveles de referencia y entrada son parecidos.Para su implementacin se suele utilizar unamplificador operacionalrealimentado positivamente. Los niveles de referencia pueden ser controlados ajustando lasresistenciasR1y R2:

Por ejemplo, si el trigger inicialmente est activado, la salida estar en estado alto a una tensin Vout = +Vs, y las dos resistencias formarn un divisor de tensin entre la salida y la entrada. La tensin entre las dos resistencias (entrada +) ser V+, que es comparada con la tensin en la entrada , que supondremos 0 V (en este caso, al no haber realimentacin negativa en el operacional, la tensin entre las dos entradas no tiene por qu ser igual). Para producir una transicin a la salida, V+ debe descender y llegar, al menos, a 0 V. En este caso la tensin de entrada es. Llegado este punto la tensin a la salida cambia a Vout=Vs. Por un razonamiento equivalente podemos llegar a la condicin para pasar de Vs a +Vs:Con esto se hace que el circuito cree una banda centrada en cero, con niveles de disparo (R1/R2)VS. La seal de entrada debe salir de esa banda para conseguir cambiar la tensin de salida.Si R1es cero o R2es infinito (un circuito abierto), la banda tendr una anchura de cero y el circuito funcionar como un comparador normal.Para indicar que una puerta lgica es del tipo Schmitt trigger se pone en el interior de la misma el smbolo de la histresis:

III. PREGUNTAS 4.1- Simule los pasos de la gua de laboratorio y anote las tensiones, corrientes y otros datos que se piden en el experimento.I. SIMULACION

1. Figura 1

2.

Vc1 (V) = 4.959 VVc2 (V) = 3.222 V

Ve1 (V) = 895.883 mVVe2 (V) = 895.883 mV

Vb1 (V) = 67.452 nVVb2 (V) = 1.158 V

Estado Q1 = Q4Estado Q2 = Q5

3. Al aumentar el voltaje Vin a partir de 0V se observa que para el voltaje Vin = 1.4317V el voltaje Vo cambia de un valor constante de 3.222 V a un pequeo tren de pulsos (Figura 2).

VH = VE1 + VBE = 895.636 mV + (-895.636 mV + VB1) = VB1

VE1 = 895.636 mVVH = -49.74 uV o -91.242 uV

VH oscila entre estos valores segn la simulacin.

4. Al disminuir el voltaje Vin a partir de 5V se observa que para el voltaje Vin = 1.4316 V el voltaje Vo cambia de un pequeo tren de pulsos a un valor constante de 3.222 V (Figura3).

VL = VE1* + VBE = 895.637 mV + (-895.637 mV + VB1 ) = VB1

VL = -49.395 uV o -90.893 uV

VL oscila entre estos valores segn la simulacin.

5. En efecto segn el punto 4 los niveles de subida son distintos a los niveles de bajada.

6. Para una onda senoidal de amplitud 5V y frecuencia 1KHz la forma de onda de salida en Vo se muestra en la figura 4.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

7. A continuacin se muestran las curvas de histresis. En la figura 5 se muestra en el instante en el cual Vo cambia de forma. El la figura 6 se muestra un tiempo despus del cambio.

Figura 5.

Figura 7.

8. Nuevo circuito:

9. Salida del pulso:

4.2-Obtenga el Data Sheet del CI 555 y del transistor y determine las caractersticas de corte y saturacin as como el punto de operacin del 2N 3904.II. DATA SHEET

1. CI 555:

2. 2N3904:

Se observa que segn el datasheet el punto de operacin del 2N3904 se da para las respectivas medidas de IC y VCE :

IC = 40 mA y VCE = 1V

De donde se aprecia los valores para corte y saturacin.

4.3-Que es un generador de pulsos, como se determina el ancho del pulso.Generador de pulsos: un generador de pulsos es un circuito electrnico que genera un tren peridico de pulsos. Para el caso de la experiencia este est conformado por resistores , un capacitor una fuente y un integrado IC555.

La seal de salida tiene un nivel alto por un tiempo T1 = 0.693(R1+R2)*Cy un nivel bajo de de tiempoT2 = 0.693*R2*C.

4.4-Defina lazo de histresis en las curvas de transferencia (X-Y).Lazo de histresis: Para la experiencia se observa que los valores medidos en un sentido (al aumentar el valor de Vi) y en el otro sentido (al disminuir lo valor de Vi) estas mediciones no son iguales para las mismas condiciones del circuito, a esto se le llama histresis.

En las curvas de trasferencia se dan de la misma forma para un sentido la funcin Vo/Vi tiene dos comportamientos, los cuales en la experiencia dependen de los valores de Vi (aumentndolos o disminuyndolos) por ende la definicin de lazo de histresis que le doy yo para el proceso de la curva de transferencia es:

La variacin en los valores tomados debido al el diferente sentido que se escoja para la excitacin del circuito.

4.5-Explicar las utilidades de usar histresis en la conformacin de pulsos. Indicar algunas aplicaciones.La histresis es muy importante ya que se aprovecha debido a que en los pulsos se puede tener valores de seales que alteren el orden de sus funcionamiento sin embarga al agregarle histresis se puede eliminar ello dando rangos de entrada has la parte de saturacin, etc.Aplicacin en sistemas digitales aqu un ejemplo:La histresis juega un papel muy importante en las entradas de los dispositivos digitales, y el fabricante la incluye para darle seguridad a sus sistemas.

Tomemos un ejemplo muy simple, una compuerta inversora que trabaja con 1 lgico a 5V y 0 lgico a 0V.Que sucedera si el elemento conectado a su entrada entregara un valor ambiguo, como 2,5V... cmo debera interpretarlo la compuerta? Cmo un 1 o como un 0?

Imaginemos que el fabricante toma la decisin de que su compuerta interpretar como un 0 hasta 2,49999V y como un 1 a 2,500001V

Si el elemento conectado a la entrada entregara 2,5v exactos, cualquier ruido electromagntico en el ambiente hara fluctuar ese valor provocando que por momentos se interprete como un 1 y por momentos como un 0 y la salida cambiara su estado cientos de veces por segundo.

Esto no es deseable, por lo tanto se le incorpora una histresis, digamos que interpreta un 1 a los 3V y un 0 a los 2V.El dispositivo funciona as... si el voltaje va de 0 2,99V el dispositivo lo interpreta como un 0, solo cuando llega a los 3 V pasa a entenderlo como un 1.... y aqu entra a jugar la histresis, si el voltaje baja de nuevo 2,99V la compuerta sigue asumiendo que hay un 1 en la entrada porque despus que cambi de estado no volver a interpretar un voltaje como 0 hasta que ese voltaje baja a 2V, y aunque en la entradas pongas 2,8... 2,7.... 2,1V la compuerta seguir interpretando la entrada como un 1.Si el voltaje cae debajo de los 2V lo interpretar como un 0 y no volver a interpretar como un 1 ningn voltaje inferior a 3V.

Eso evita que valores cercanos se interpreten errneamente.

IV. EQUIPOS MATERIALES

V. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

VI. BIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki/Disparador_Schmitt https://valdiviaalvarezo.wikispaces.com/file/view/Generador+de+pulsos.pdf http://www.etitudela.com/Electrotecnia/principiosdelaelectricidad/tema1.3/contenidos/01d56994aa1070f1e.html http://electronica-teoriaypractica.com/category/schmitt-trigger/