2o Ingenier´ de Telecomunicaci´n. Segundo Cuatrimestre
                          ıa                 o


                                        ´
                   LABORATORIO DE ELECTRONICA
                                       ´
                                     PRACTICA 7
                                 El Temporizador 555


 Material necesario:
 Circuitos integrados:   1   -   LMC555
 Condensadores:          2   -   0,01 µF
                         1   -   0,1 µF
 Potenci´metros:
        o                2   -   0 − 10 kΩ
 Diodos:                 1




1.    Introducci´n
                o
    El circuito integrado que vamos a utilizar es una implementaci´n CMOS de la conocida
                                                                  o
serie 555 de temporizadores de prop´sito general. Tiene la capacidad de generar pulsos
                                      o
con una alta precisi´n en frecuencia y en los tiempos de duraci´n del pulso. El consumo
                      o                                          o
de potencia es muy reducido al tratarse de tecnolog´ CMOS.
                                                       ıa
    En la Figura 1 mostramos un esquema de bloques del circuito integrado, en el que se
indican sus conexiones exteriores y el n´ mero de pin que corresponde a cada una.
                                         u
    En los encapsulados DIP de ocho pines, la configuraci´n de conexiones es como la
                                                             o
que se muestra en la Figura 2, donde hemos utilizados las abreviaturas en ingl´s para las
                                                                              e
siguientes se˜ ales:
              n

  1. GND: ground, conexi´n a tierra
                        o

  2. T RIG: trigger, disparo

  3. OUT : out, salida

  4. RESET : reset, reinicializaci´n.
                                  o

  5. CONT : control, voltaje de control

  6. T HRES: threshold, voltaje umbral

  7. DISCH: discharge, descarga

  8. VCC : voltaje de alimentaci´n
                                o

                                             1
VCC
                       8


                                    555
                       R
             6
  Umbral                       +
                               -         R
  Control    5                                      3
                       R                                 Salida
  Disparo    2                 +
                               -         S
  Descarga
             7
                       R




                   1                         4

                                         Reset


Figura 1: Diagrama bloques del temporizador 555




                                   555
        GND                1                 8    VCC

        T RIG              2                 7   DISCH

        OUT                3                 6   THRES

       RESET               4                 5   CONT



    Figura 2: Patillaje del temporizador 555




                                     2
El temporizador 555 puede ser configurado, mediante componentes externos, como un
monoestable no-redisparable, en el que podemos controlar la duraci´n del pulso, o como
                                                                    o
un aestable (oscilador) en el que podemos controlar la frecuencia de la se˜ al y el ciclo de
                                                                          n
trabajo.


2.    Configuraci´n del 555 como monoestable no–redis-
                o
      parable
    Utilizando una resistencia variable y dos condensadores, montar el siguiente circuito,
en el que C y RA son los componentes externos que permitir´n controlar la duraci´n de
                                                             a                      o
los pulsos mediante la expresi´n:
                              o
                                       tH = 1,1RA C
(el condensador opcional Cdes de desacoplo se utiliza para reducir los niveles de ruido, y
no tiene ninguna incidencia en el la duraci´n de los pulsos).
                                           o

                                                 555
                                            1           8          VCC
                                                              RA
                                 T RIG      2           7

                                  OUT       3           6
                        tH
                                RESET       4           5      C
                                (VCC )

                                                       Cdes



               Figura 3: Configuraci´n como monoestable-no redisparable
                                   o



  1. Modificando el valor de la resistencia variable RA (medirla con el mult´   ımetro) y
     disparando el 555 mediante una se˜ al de reloj de baja frecuencia (unos 10 kHz)
                                          n
     introducida en T RIG, construir una gr´fica en que aparezca el tiempo de duraci´n
                                             a                                         o
     tH de los impulsos de salida frente al valor de la resistencia RA (tomar unos veinte
     valores y ajustar para obtener la constante de proporcionalidad del comportamiento
     lineal esperado).

  2. Comentar el resultado obtenido y explicar el mecanismo de funcionamiento (a partir
     del esquema de bloques del 555) de su comportamiento como monoestable (analizar
     los procesos de carga y descarga del condensador C).

  3. Modificar la frecuencia de reloj en el rango 5−15 kHz y medir el valor de RA cuando
     el ciclo de trabajo se hace pr´cticamenete del 100 %. Construir una gr´fica con los
                                   a                                        a
     datos y razonar su comportamiento.




                                             3
3.    Configuraci´n del 555 como aestable (oscilador)
                o
   Montar, utilizando dos resistencias variables, el siguiente circuito como muestra la
figura 4:

                                        555
                                    1              8          VCC
                                                         RA
                                    2              7
                                                         RB
                          OUT       3              6

                        RESET       4              5     C
                        (VCC )

                                                  Cdes



              Figura 4: Configuraci´n como monoestable no–redisparable
                                  o



  1. Medir el periodo, T y el tiempo de alta tH , de la se˜ al de salida para distintos
                                                          n
     valores de RA y RB (primero dejar una de ellas fija y modificar la otra para cons-
     truir una gr´fica, despu´s hacer lo mismo para la otra, medir unos veinte valores
                 a          e
     para cada gr´fica). Obtener en ambos casos la constante de proporcionalidad del
                  a
     comportamiento lineal esperado para la variable T :

                                   T = 0,7(RA + 2RB )C

     ¿Que relaci´n hay entre las pendientes de ambas gr´ficas?
                o                                      a

  2. Calcular, con algunos de los valores ya medidos, el ciclo de trabajo ( % del tiempo
     en que la se˜ al de salida es ALTA) de la se˜ al de salida del 555 configurado como
                  n                               n
     oscilador, compararlo con el valor te´rico que se obtendr´ para los valores de RA y
                                          o                    ıa
     RB .
                                             tH       RA + RB
                                CT ( %) =          =
                                          tH + tL    RA + 2RB
  3. Explicar, a partir del esquema de bloques del 555, el funcionamiento del tempo-
     rizador como oscilador (analizar los procesos de carga y descarga del condensador
     C).


4.    Aplicaci´n: Modulador de ancho de pulso y de po-
              o
      sici´n de pulso
          o
   Como aplicaci´n, realizaremos dos moduladores, el primero de ancho de pulso y el
                 o
segundo de posici´n de pulso.
                 o
   Montar el circuito de la Figura 5. Utilizar una se˜ al senoidal de 3 Vpp como se˜ al
                                                     n                             n
moduladora, RA = 9,1 kΩ y C = 0,01 µF.


                                              4
555
                                                1              8                    VCC
                                                                         RA
                                 T RIG          2              7                  0,1 µF

                                  OUT           3              6
                      tH                                      Ent Moduladora
                                 RESET          4              5        C
                                 (VCC )

                                                              Cdes


              Figura 5: Configuraci´n como modulador de ancho de pulso
                                  o


  1. ¿En qu´ modo de operaci´n se encuentra el 555 y por qu´?
           e                o                              e

  2. Dibujar la forma de onda de la entrada moduladora y la de salida. Explicar el
     resultado obtenido.

  Montar el circuito de la Figura 6. Utilizar una se˜ al triangular de 3 Vpp como se˜ al
                                                    n                               n
moduladora, RA = 3,9 kΩ, RB = 3 kΩ y C = 0,01 µF.

                                          555
                                     1                  8                  VCC
                                                               RA
                                     2                  7            C = 0,1 µF
                                                               RB
                           OUT       3                  6
                                                    Ent Moduladora
                      RESET          4               5        C
                      (VCC )



             Figura 6: Configuraci´n como modulador de posici´n de pulso
                                 o                          o



  1. ¿En qu´ modo de operaci´n se encuentra el 555 y por qu´?
           e                o                              e

  2. Dibujar la forma de onda de la entrada moduladora y la de salida. Explicar el
     resultado obtenido.




                                                    5

555

  • 1.
    2o Ingenier´ deTelecomunicaci´n. Segundo Cuatrimestre ıa o ´ LABORATORIO DE ELECTRONICA ´ PRACTICA 7 El Temporizador 555 Material necesario: Circuitos integrados: 1 - LMC555 Condensadores: 2 - 0,01 µF 1 - 0,1 µF Potenci´metros: o 2 - 0 − 10 kΩ Diodos: 1 1. Introducci´n o El circuito integrado que vamos a utilizar es una implementaci´n CMOS de la conocida o serie 555 de temporizadores de prop´sito general. Tiene la capacidad de generar pulsos o con una alta precisi´n en frecuencia y en los tiempos de duraci´n del pulso. El consumo o o de potencia es muy reducido al tratarse de tecnolog´ CMOS. ıa En la Figura 1 mostramos un esquema de bloques del circuito integrado, en el que se indican sus conexiones exteriores y el n´ mero de pin que corresponde a cada una. u En los encapsulados DIP de ocho pines, la configuraci´n de conexiones es como la o que se muestra en la Figura 2, donde hemos utilizados las abreviaturas en ingl´s para las e siguientes se˜ ales: n 1. GND: ground, conexi´n a tierra o 2. T RIG: trigger, disparo 3. OUT : out, salida 4. RESET : reset, reinicializaci´n. o 5. CONT : control, voltaje de control 6. T HRES: threshold, voltaje umbral 7. DISCH: discharge, descarga 8. VCC : voltaje de alimentaci´n o 1
  • 2.
    VCC 8 555 R 6 Umbral + - R Control 5 3 R Salida Disparo 2 + - S Descarga 7 R 1 4 Reset Figura 1: Diagrama bloques del temporizador 555 555 GND 1 8 VCC T RIG 2 7 DISCH OUT 3 6 THRES RESET 4 5 CONT Figura 2: Patillaje del temporizador 555 2
  • 3.
    El temporizador 555puede ser configurado, mediante componentes externos, como un monoestable no-redisparable, en el que podemos controlar la duraci´n del pulso, o como o un aestable (oscilador) en el que podemos controlar la frecuencia de la se˜ al y el ciclo de n trabajo. 2. Configuraci´n del 555 como monoestable no–redis- o parable Utilizando una resistencia variable y dos condensadores, montar el siguiente circuito, en el que C y RA son los componentes externos que permitir´n controlar la duraci´n de a o los pulsos mediante la expresi´n: o tH = 1,1RA C (el condensador opcional Cdes de desacoplo se utiliza para reducir los niveles de ruido, y no tiene ninguna incidencia en el la duraci´n de los pulsos). o 555 1 8 VCC RA T RIG 2 7 OUT 3 6 tH RESET 4 5 C (VCC ) Cdes Figura 3: Configuraci´n como monoestable-no redisparable o 1. Modificando el valor de la resistencia variable RA (medirla con el mult´ ımetro) y disparando el 555 mediante una se˜ al de reloj de baja frecuencia (unos 10 kHz) n introducida en T RIG, construir una gr´fica en que aparezca el tiempo de duraci´n a o tH de los impulsos de salida frente al valor de la resistencia RA (tomar unos veinte valores y ajustar para obtener la constante de proporcionalidad del comportamiento lineal esperado). 2. Comentar el resultado obtenido y explicar el mecanismo de funcionamiento (a partir del esquema de bloques del 555) de su comportamiento como monoestable (analizar los procesos de carga y descarga del condensador C). 3. Modificar la frecuencia de reloj en el rango 5−15 kHz y medir el valor de RA cuando el ciclo de trabajo se hace pr´cticamenete del 100 %. Construir una gr´fica con los a a datos y razonar su comportamiento. 3
  • 4.
    3. Configuraci´n del 555 como aestable (oscilador) o Montar, utilizando dos resistencias variables, el siguiente circuito como muestra la figura 4: 555 1 8 VCC RA 2 7 RB OUT 3 6 RESET 4 5 C (VCC ) Cdes Figura 4: Configuraci´n como monoestable no–redisparable o 1. Medir el periodo, T y el tiempo de alta tH , de la se˜ al de salida para distintos n valores de RA y RB (primero dejar una de ellas fija y modificar la otra para cons- truir una gr´fica, despu´s hacer lo mismo para la otra, medir unos veinte valores a e para cada gr´fica). Obtener en ambos casos la constante de proporcionalidad del a comportamiento lineal esperado para la variable T : T = 0,7(RA + 2RB )C ¿Que relaci´n hay entre las pendientes de ambas gr´ficas? o a 2. Calcular, con algunos de los valores ya medidos, el ciclo de trabajo ( % del tiempo en que la se˜ al de salida es ALTA) de la se˜ al de salida del 555 configurado como n n oscilador, compararlo con el valor te´rico que se obtendr´ para los valores de RA y o ıa RB . tH RA + RB CT ( %) = = tH + tL RA + 2RB 3. Explicar, a partir del esquema de bloques del 555, el funcionamiento del tempo- rizador como oscilador (analizar los procesos de carga y descarga del condensador C). 4. Aplicaci´n: Modulador de ancho de pulso y de po- o sici´n de pulso o Como aplicaci´n, realizaremos dos moduladores, el primero de ancho de pulso y el o segundo de posici´n de pulso. o Montar el circuito de la Figura 5. Utilizar una se˜ al senoidal de 3 Vpp como se˜ al n n moduladora, RA = 9,1 kΩ y C = 0,01 µF. 4
  • 5.
    555 1 8 VCC RA T RIG 2 7 0,1 µF OUT 3 6 tH Ent Moduladora RESET 4 5 C (VCC ) Cdes Figura 5: Configuraci´n como modulador de ancho de pulso o 1. ¿En qu´ modo de operaci´n se encuentra el 555 y por qu´? e o e 2. Dibujar la forma de onda de la entrada moduladora y la de salida. Explicar el resultado obtenido. Montar el circuito de la Figura 6. Utilizar una se˜ al triangular de 3 Vpp como se˜ al n n moduladora, RA = 3,9 kΩ, RB = 3 kΩ y C = 0,01 µF. 555 1 8 VCC RA 2 7 C = 0,1 µF RB OUT 3 6 Ent Moduladora RESET 4 5 C (VCC ) Figura 6: Configuraci´n como modulador de posici´n de pulso o o 1. ¿En qu´ modo de operaci´n se encuentra el 555 y por qu´? e o e 2. Dibujar la forma de onda de la entrada moduladora y la de salida. Explicar el resultado obtenido. 5