Este documento explica cómo funcionan dos tipos de moduladores utilizando el circuito integrado LM555: un modulador por posición de pulso (PPM) y un modulador por ancho de pulso (PWM). En el modulador PPM, la señal moduladora controla el tiempo de carga de un condensador, variando así la posición del pulso de salida. En el modulador PWM, la señal moduladora controla el ancho del pulso de salida al variar el tiempo de carga del condensador, a pesar de que el período

1. MODULADORES PPM Y PWM CON LM5555 Elaborado por: Ing. B. Sánchez Fines didácticos Caracas, Marzo 2011

2. Modulador PPM con Lm 555 V6 PCS V3 Vcc Ra Rb C Co Diagrama de conexiones

3. PCS Vcc PCS/2 t1 t2 V3 V6 t t Vcc 2Vcc/3 Vcc/3 Recordemos que: PCS = 2Vcc/3 + Vmod Vmod = voltaje pico de la señal moduladora conectada con condensador (Co) al pin 5 V6 = voltaje sobre el condensador conectado al pin 6 V3 = Voltaje en el pin de salida. Pin 3 Tiempo de carga Tiempo de descarga Modulador PPM con Lm555 Diagrama de ondas

4. El circuito es un astable, solo que en esta oportunidad se está inyectando señal a través de un condensador por el pin 5. ¿ Por qué el condensador? Aplicando el mismo razonamiento del tema anterior, pero en este caso el umbral superior es PCS: PCS = 2 Vcc /3 + Vmod Vmod es el voltaje de la señal moduladora, La ecuación de carga es: V6 = Vcc + (PCS/2 – Vcc) x e -t /  Y  Ra + Rb) x C t1 , en este caso, es el tiempo que tarda el condensador en alcanzar el voltaje PCS. Sustituyendo en la ecuación de carga: -t1 /  Debemos despejar t1: PCS – Vcc Ln =  x t1 PCS = Vcc + (PCS/2 – Vcc) x e PCS/2 – Vcc Modulador PPM con Lm 555

5. Veamos ahora que acontece con la descarga: V6 = PCS x e ;  = Rb x C -t /  Cuando el voltaje del condensador llega a PCS /2 , ha transcurrido el tiempo t2, medido desde t1, sustituyendo: PCS/ 2 = PCS x e -t2 /  Despejando t2: t2 =  x Ln 2  Como se puede ver el tiempo de descarga es constante, por esta razón se puede apreciar un pulso estrecho que se aleja y se separa, esto es modulación por posición de pulso, o sus por sus siglas en inglés PPM

6. V6 PCS Modulador PWM con Lm 555 V3 V2 Vcc R C Co Diagrama de conexiones

7. V2 Vcc T t PCS PCS PCS t1 t1 t1 t t V6 V3 Vcc Vcc Modulador PWM con Lm555 PCS = 2Vcc/3 + Vmod Vmod = voltaje pico de la señal moduladora conectada con condensador (Co) al pin 5 V6 = voltaje sobre el condensador conectado al pin 6 V3 = Voltaje en el pin de salida. Pin 3 Recordemos que: V2 = Señal aplicada al pin2 T = Periodo de la señal del pin2 Descarga rápida Diagrama de ondas

8. Modulador PWM con Lm 555 En el modulador PWM se usa el Lm555 en configuración monoestable, por supuesto utilizando una señal de modulación que se conecta con un condensador al pin5. Adicionalmente se alimenta el pin2 con un tren de pulsos muy estrechos de período fijo. Recordando el trabajo hecho en aquella oportunidad, tenemos que observar que el umbral máximo en este caso es PCS = 2 Vcc/3 + Vmod. La ecuación de carga es: V6 = Vcc – Vcc x e -t /  Y la constante de tiempo es  R x C El tiempo t1, ahora es el que necesita el condensador para llegar al voltaje de PCS, sustituyendo para hallar t1: PCS = Vcc – Vcc x e -t1 /  Entonces: Vcc – PCS Vcc t1 = -  x Ln ¿Será que el tiempo puede dar negativo? Explique Se puede apreciar que el tiempo de carga depende de la señal moduladora, y de esta manera el pulso de la señal de salida en el pin 3 también variará en ancho, a pesar de que el período de la señal no cambia.