Documento de estudio

1. 1
MULTIVIBRADORES
1. MULTIVIBRADOR BIESTABLE (dos estados estables)
 FLIP-FLOP
 SCHMITT TRIGGER
2. MULTIVIBRADOR MONOESTABLE (un estado estable y un estado
inestable)
3. MULTIVIBRADOR ASTABLE (dos estados inestables)

2. 2
• El circuito electrónico que más se utiliza tanto en la
industria como en los circuitos comerciales, es el circuito
temporizador o de retardo, cabe destacar el más económico
y también menos preciso que consiste en una resistencia y un
condensador.
• Un temporizador básicamente consiste en un elemento que
se activa o desactiva después de un tiempo más o menos
preestablecido. De esta manera podemos determinar el
tiempo que ha de transcurrir para que el circuito susceptible
de temporizarse se detenga, empiece a funcionar o
simplemente cierre un contacto o lo abra.
Introducción
MULTIVIBRADORES MONOESTABLES

3. 3
C1
R1
D1
IC
ID
Vi
Circuito de Retardo
(delay circuit)
Simulación 1 Temporizador Simple

4. 4
Poseen un estado estable y uno
inestable
Estado Estable
Estado Inestable
tm
Disparo Disparo
tm tm
• El tm es independiente del
ancho del pulso.
• Si durante el tm hay otro
disparo este se suma si el
monoestable es redisparable.
tm = tiempo del Monoestable
Multivibradores Monoestable
Monoestable

5. 5
RC R
C1
VCC
Vout2
Vout1
T1 T2
+
C2
R2
R3
R1
• Monoestable con Transistor :
1
*
69
.
0 RC
t 
Simulación 2
Monoestable con
Transistor
Multivibrador Monoestable

6. 6
1
2
3
4
555
5
6
7
8
Thershold
Discharge
VCC
VCO
GND
Trigger
Output
Reset
Comparador
inferior
Comparador
superior
Transistor
de descarga
FF
7
6
5Kohm
2/3VCC
1/3VCC
5Kohm
5
2
5Kohm
Impulsador
de
salida
3
1
8 4
Configuración
Interna
• Monoestable con CI 555 :
Multivibrador Monoestable

7. 7
5
0,01µF
1
8
555
4
VCC
7
6
2
3
VO
R
C
Vin
• Monoestable con CI 555 :
C
R
t A
m 

 1
,
1
Simulación 3
Monoestable
con CI 555
Multivibrador Monoestable

8. 8
Multivibrador Monoestable
• Monoestable con CI 555 :
10µs 100µs 1ms 10ms 100ms 1s 10s 100s
0,1
0
100
10
1
0,01
1
K
o
h
m
1
0
K
o
h
m
1
0
0
K
o
h
m
1
M
o
h
m
1
0
M
o
h
m
Tiempo de retardo (s)
C,
Capacitancia
(µF)
2/3VCC
0
+V
0
Trigger
VC
VO
VO
1
Reset

9. 9
2
3
1
14
4 5 6
7 9 12
8
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
VDD
R
C
OSC
OUT
1
7
R-C común
______
Astable
Astable
- Trigger
VSS (GND)
R
C
CD
4047
8
14
Osc. out
Retrigger
_
Q
Q
Ext. RESET
+ Trigger
VDD
Configuración
• Monoestable con CI CD4047 :
Multivibrador Monoestable

10. 10
ASTABLE
GATE
CONTROL
MONOSTABLE
CONTROL
C
8
6
4
5
TIMING
LOW
POWER
ASTABLE
MULTIVIBRATOR
3 1 2
RETRIGGER
CONTROL
FREQUENCY
DIVIDER
(div 2)
13
12
10
11
9
14 7
Configuración Interna
• Monoestable con CI CD4047 :
Multivibrador Monoestable

11. 11
2
3
1 12
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
R
C
OSC
OUT
9
7
6
5
VDD
4 14
8
TRIGGER
4, 14
4, 8, 14
5, 6, 7, 9, 12
5, 7, 9, 12
5, 6, 7, 9 8, 12
8
6
4, 14
Canto de Subida
Canto de Bajada
Subida y Bajada
VCC GND Trigger
• Monoestable con CI CD4047 :
Monoestable con CD4047
Multivibrador Monoestable

12. 12
APLICACIÓN AL MULTIVIBRADOR MONOESTABLE
D Ra
C
Salida
4
8
6
2
1
3
+VCC
Salida
POWER ON
0 V
+VCC
tm
555
ESTE MULTIVIBRADOR
SE DISPARA CUANDO
ES ENERGIZADO.
SU SALIDA ES ACTIVADA
EN UN TIEMPO tm,
DESPUÉS QUE ES
ENERGIZADO

13. 13
APLICACIÓN AL MULTIVIBRADOR MONOESTABLE
Salida
4
8
6
2
1
3
D
C
Ra
+VCC
Salida
0 V
+VCC
tm
POWER ON
555
ESTE MULTIVIBRADOR
SE DISPARA CUANDO
ES ENERGIZADO.
SU SALIDA SE ACTIVA
DESPUES DE UN TIEMPO
DE RETARDO tm,
DESPUÉS QUE ES
ENERGIZADO

14. 14
Multivibrador Astable
Astable: posee dos estados inestables,
es un generador de onda cuadrada o
rectangular. Se puede formar con
Amp. Op’s. Fet’s, Bjt’s, Compuertas
Lógicas y CI’s, etc…
1º Estado
2º Estado

15. 15
• Astable con Transistor
RC R
C1
RC
R
C2
VCC
Vout2
Vout1
T1 T2
VBEsat
VBEsat - VCC
VCC
VCC
Vout1
Vout2
VB1
VBEsat
VBEsat - VCC
VB2
t1 t2
Simulación 1 Astable con Transistor
Multivibrador Astable

16. 16
1
1 69
.
0 C
R
t 


2
2 69
.
0 C
R
t 


Nivel Alto ( descarga de C1 )
Nivel Bajo ( descarga de C2 )
 
2
1
2
1 69
,
0 C
C
R
t
t
T 




Si el circuito es Simétrico, o sea, C1 = C2 = C
RC
T 
 38
.
1
• Astable con Transistor
Demostrar que:
Multivibrador Astable

17. 17
Osc. Senoidal Comparador
VRef
Vout
VRef
Comparador Integrador
Vout
• Astable con Amp-Op :
Multivibrador Astable

18. 18
Multivibrador Astable
Astable con Amp-Op :
Oscilador de Relajación
+
-
-V
+V
Rf
C
R1
R2
+
-
I
+
carga a C
hasta VUT
VUT
- VC +
Vo = +Vsat
I
+
(a) Cuando Vo = +Vsat, VC se carga al valor VUT

19. 19
Multivibrador Astable
+
-
-V
+V
Rf
R1
R2
+
-
I
-
I
-
carga a C desde VUT
hasta VLT
+ VC -
VLT
Vo = -Vsat
- VC +
Voltaje inicial = VUT
(b) Cuando Vo = -Vsat, VC se carga al valor VLT
Multivibrador astable (R1 = 100k, R2 = 86k).

20. 20
Multivibrador Astable
15
10
5
0
-5
-10
-15
T = 2RC = 1/f
V0 = +Vsat
Tiempo
t1 = RfC t2 = RfC
(c) Formas de onda
Vo
VC
V0 = -Vsat
VLT
VUT
C
R
T f
2

1
2 86
.
0 R
R 
Cuando:
C
R
T
f
f
2
1
1



21. 21












C
R
t
C e
V
V 1
1
1 











C
R
t
C e
V
V 1
2
1












 1
2
ln
2
3
2
1
2
1
R
R
C
R
t
t
T
Si t1 = t2
Astable con Amp-Op :
Oscilador de Relajación
Multivibrador Astable
Demostrar que:

22. 22
1
2
3
4
555
5
6
7
8
Thershold
Discharge
VCC
VCO
GND
Trigger
Output
Reset
Comparador
inferior
Comparador
superior
Transistor
de descarga
FF
7
6
5Kohm
2/3VCC
1/3VCC
5Kohm
5
2
5Kohm
Impulsador
de
salida
3
1
8 4
Astable con CI 555 :
Astable con CI 555
Multivibrador Astable

23. 23
VC
2
6
C
5
0,01µF
1
8
555
4
VCC
3
VO
7
RA
RB
2/3 VCC
1/3 VCC
ton toff
VCC
VC
VCC
VO
t1 t2
t
t
Astable con CI 555 :
Multivibrador Astable
Configuración

24. 24
  C
R
R
t B
A 


 693
,
0
1
C
R
t B 

 693
,
0
2
Nivel Alto ( carga de C )
Nivel Bajo ( descarga de C )
  C
R
R
t
t
T B
A 




 2
693
,
0
2
1
Para obtener t1 = t2 , implica RB >> RA
C
R
T B 

 38
,
1
Astable con CI 555 :
A partir del gráfico anterior, demostrar que:
Multivibrador Astable

25. 25
2
3
1
14
4 5 6
7 9 12
8
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
VDD
R
C
OSC
OUT
1
7
R-C común
______
Astable
Astable
- Trigger
VSS (GND)
R
C
CD
4047
8
14
Osc. out
Retrigger
_
Q
Q
Ext. RESET
+ Trigger
VDD
Configuración
• Astable con CI CD4047
Simulación 4 Astable con CI CD4047
Multivibrador Astable

26. 26
ASTABLE
GATE
CONTROL
MONOSTABLE
CONTROL
C
8
6
4
5
TIMING
LOW
POWER
ASTABLE
MULTIVIBRATOR
3 1 2
RETRIGGER
CONTROL
FREQUENCY
DIVIDER
(div 2)
13
12
10
11
9
14 7
Configuración Interna
Astable con CI CD4047
Multivibrador Astable

27. 27
TA = Período de la señal o (complemento)
TA osc = Período de la señal del Oscilador Interno
RC
TA 
 4
.
4
RC
T osc
A 
 2
.
2
TA osc
TA
OSC
OUT
Q
_
Q osc
A
A T
T 

 2
Multivibrador Astable
Astable con CI CD4047 :
Q
Q

28. 28
GENERADORES DE FUNCIÓN
• GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
• GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
• GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR
• GENERADOR ESCALERA

29. 29
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
Se puede construir con diferentes elementos
activos tales como:
• Transistores
• Amplificadores Operacionales
• CI dedicados (LM555, CD4047,..etc)
• Compuertas lógicas

30. 30
Definiciones:
Tiempo de encendido: tON
Tiempo de apagado: tOFF
Ciclo de trabajo(duty cycle): D
OFF
ON
ON
t
t
t
D


GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
tOFF
tON

31. 31
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
CON TRANSISTOR
RC R
C1
RC
R
C2
VCC
Vout2
Vout1
T1 T2
 
2
1
2
1 69
,
0 C
C
R
t
t
T 




Si el circuito es Simétrico, o sea, C1 = C2 = C
RC
T 
 38
.
1

32. 32
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
RC R
C1
RC
R
C2 Vout2
Vout1
T1 T2
VCC
VBB
Conversor de frecuencia – voltaje (VCO)
 Calcular f=1/T
 Dibujar en secuencia de
fase VOUT1 , VOUT2 , VB1 y VB2

33. 33
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
CON AMPLICADOR OPERACIONAL
VO
VREF
V
+
V
-
VC
C
R
R2
R1
VO
t1 t2
VC












 1
2
ln
2
3
2
1
2
1
R
R
C
R
t
t
T

34. 34
CON CI LM555
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
VC
2
6
C
5
0,01µF
1
8
555
4
VCC
3
VO
7
RA
RB
2/3 VCC
1/3 VCC
ton toff
VCC
VC
VCC
VO
t1 t2
t
t
  C
R
R
t
t
T B
A 




 2
693
,
0
2
1

35. 35
VCO CON CI LM555
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
VC
2
6
C
5 1
8
555
4
VCC
3
VO
7
RA
RB
E
E
VO

36. 36
GENERADOR DE ONDA CUADRADA O
RECTANGULAR
CON CI CD4047
2
3
1
14
4 5 6
7 9 12
8
_
Q
Q
13
10
11
CD4047
VDD
R
C
OSC
OUT
RC
TA 
 4
,
4
RC
T osc
A 
 2
,
2
osc
A
A T
T 

 2
TA osc
TA
OSC
OUT
Q
_
Q
t
t
t

37. 37
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
(SAWTOOTH GENERATOR)
741
+
-
-15V
+15V
+
-
301
-15V
+15V
Ri = 10k
RB = 10k D
Ei = -1V
C = 0.1F
5k
0-10k
D
10k
QD = 2N3904 ó
2N2222
Vo ramp
Vo comp
Vref = 10V
QD
Q1
(a) Circuito generador de onda diente de sierra
La frecuencia de oscilación de este circuito es de
100 Hz.

38. 38
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
(SAWTOOTH GENERATOR)
10
0
-5
-10
15
-15
5
t (ms)
Vo comp
Vo comp y Vo ramp (V)
10 20
Vo ramp
Vo comp
Vref
(b) Salida de onda diente de sierra
Vo ramp y salida del comparador
t (ms)
5
0
Vo ramp (V)
La rampa se eleva hasta alcanzar
el voltaje pico definido por Vref
La tasa de la subida está definida por:
Ei /RiC = Vo ramp/t
10
5
Vref = 10
ref
i
i
o
V
E
R
f 








1

39. 39
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
(SAWTOOTH GENERATOR)
T
VO
VO
VC
VC
R1 puede ser un diodo zener

40. 40
GENERADOR BIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR
741
+
-
-15V +
-
+15V
-15V
+15V
C = 0.05F
Ri = 14k
301
pR = 28k
VB
VA
R = 10k
(a) El circuito integrador 741 y el circuito comparador 301
se conectan para construir un generador de onda triangular
El circuito generador de onda triangular bipolar en (a)
produce las señales de un oscilador de onda cuadrada y
triangular que se muestran en (b). La frecuencia de este
generador es de 1kHz.

41. 41
GENERADOR BIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR
15
+Vsat
-Vsat
10
5
0
-5
-10
-15
VUT
VLT
t (ms)
1 2 3
VA y VB (V)
(b) Formas de onda
VA en función
de t
VB en función de t
C
R
p
f
i
o
4


42. 42
GENERADOR UNIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR
741
+
-
-15V +
-
+15V
-15V
+15V
C = 0.05F
Ri = 14k
301
VB
VA
R = 10k
pR = 28k D
(a) Generador de onda triangular unipolar
El diodo D convierte el generador de onda triangular bipolar en
un generador de onda triangular unipolar. Este es un generador
basico, la frecuencia de oscilación es de 1kHz.

43. 43
GENERADOR UNIPOLAR DE
ONDA TRIANGULAR
15
+Vsat
-Vsat
10
5
0
-5
-10
-15
VUT
t (ms)
1 2 3
VA y VB (V)
VA en función
de t
VB en función de t
(b) Formas de onda
C
R
p
f
i
o
4


44. 44
APLICACIONES

45. 45
APLICACIONES DEL 555
Operación como SCHMITT TRIGGER
+
-
-
+
1
2
VCC +15V
R3
4.7k
5k
5k
5k
R1
180
0.1
F
3
3
8
6
5
1 4
OPEN
COLLECTOR
ACTIVE
PULLUP
STROBE
OUTPUT
2
INPUT
(senoidal)
THRESHOLD
ADJUST

46. 46
+VCC
Salida
4
8
3
C
6
2 1
7
D1 D2
R3
1k
R4
1k
R2
10M
R1
10M
555
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
CIRCUITO CON CONTROL DE CARGA Y DESCARGA
EN FORMA INDEPENDIENTE (Control del ciclo de trabajo)

47. 47
+VCC
Salida
4
8
3
C
6
2 1
7
D1 D2
R1
10M
R2
1k
R3
1k
555
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
AJUSTE DE FRECUENCIA Y CICLO DE TRABAJO

48. 48
4
8
6
2 1
3
5
7
C
+VCC
Salida
3.3K
RB
Ra Rb
Q1
Q2
R1
5.1K
4.7K
.01
555
RP
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
AJUSTE DE CICLO DE TRABAJO (con RP)

49. 49
4
8
2 1
3
6
+VCC
R
1k
3-12pF
7
100khz
XTAL
1M
C
.01
Salida
555
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
FRECUENCIA DEL ASTABLE CONTROLADO POR CRISTAL
AJUSTE FINO DE
FRECUENCIA

50. 50
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
OSCILADOR DUAL (dos tonos)
+5V
7404
7404 1
2
6
7
4
5
9 8
10
14
13
12
5F
5F
.01
.02
4.7k
4.7k
68k
68k
+5V
PUNTO B
PUNTO A
1/2
556
1/2
556

51. 51
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
GENERADOR DE DIENTE DE SIERRA
4
8
7
6
2
1
+5V
+5V
R1
R2
R3
C1
R5
1k
R4
1k
C2
33F
SALIDA DIENTE
DE SIERRA
555
 
  1
3
2
1
2
2
1
1
1
3
5
2
2
1
69
,
0
75
,
0
1
10
sec
5
10
C
R
R
R
f
C
R
C
R
C
R
R
R
R
R









52. 52
APLICACIONES DE MULTIVIBRADORES ASTABLES
GENERADOR DE FUNCIONES
8 4
1 2
6
3
4.7k
4.7k
4.7k
4.7k
8
D1 2.2k
Zener de 3.3V
Q3
Q1
i1 i2
C
Q2
D2
Zener de 3.3V
555 C
f
75


53. 53
GENERADOR DE ONDA CUADRADA Y
TRIANGULAR CON EL IC 566

54. 54
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)
VCC = 15V
R1
2
6 4
1
8
7
5
5
5
R2
10nF
D D 3
5
0.1F
8.2k
out
T1
R
-
+
0.1F
15k
15k
8.2k
6.8k
D
10k
10k
10k
1F
-
+
Vo
6.8k
10k
VCC
10k
T2
V1
V3
V2
D
D
Vo
Ra
Rb
TAREA:
1. ENMARQUE LOS
BLOQUES QUE
COMPONEN ESTE
CIRCUITO Y PONGALE
NOMBRE
2. DIBUJE LAS FORMAS
DE ONDA A LA SALIDA
DE CADA BLOQUE

55. 55
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)
VCC = 15V
R1
2
6 4
1
8
7
5
5
5
R2
10nF
D D 3
5
0.1F
8.2k
out
T1
R
-
+
0.1F
15k
15k
8.2k
6.8k
D
10k
10k
10k
1F
-
+
Vo
6.8k
10k
VCC
10k
T2
ASTABLE A INTEGRADOR
V1
V3
V2
D
D
ASTABLE B
Vo
Ra
Rb

56. 56
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)
LF398
LF398
R1
4.7k R2
Q1 = 2N2222
47k
-15V
+15V
3
5
1
4
6
8
C1
0.01F
C2
300pF
D3 LM113
1.2V
CLOCK
RESET
CLOCK
INPUT
11k
R5
R4 8.2k
R3 4.7k
1N914
D
Vo
1
4
+15V
-15V
5
6 8
3
7
1N914
D2
R6 4.7k
C4
300pF
3k
R8
R7 12k
C3
0.01F
P1 50k
Rango de voltaje
del escalón
TAREA:
DIBUJAR EL DIAGRAMAS
DE BLOQUES Y LAS FORMAS
DE ONDA EN CADA BLOQUE

57. 57
GENERADOR ESCALERA
(STAIRCASE GENERATOR)

58. 58
TAREA
SE PUEDE CONSTRUIR UN GENERADOR
DE ESCALERA, TENIENDO COMO
BASE UN CONVERSOR DIGITAL
ANÁLOGO Y UN CONTADOR BINARIO

59. 59
GENERADOR DE ONDA CUADRADA,
TRIANGULAR Y SENOIDAL CON EL
ICL8038

60. 60
GENERADOR DE FUNCIONES CON EL ICL8038
ONDA CUADRADA, TRIANGULAR Y SENOIDAL