Diseño de experimentos en un circuito osciloscopio mal aplicado

Instituto Tecnológico de Cd. Juárez

Circuito Oscilador

Diseño de Experimentos
Dr. Humberto Híjar Rivera

Alumnos: Luis Carlos Méndez
Yair Lagunes Rangel
Fecha: 8 de Julio del 2010

Introducción:
El LM555 es un circuito integrado que entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador astable (dos estados metaestables) y monoestable (un estado estable y otrometaestable), detector de impulsos, y se usan como generadores de pulsos de reloj en computadoras o circuitos complejos. Este temporizador es tan versátil que se puede utilizar para modular una señal en Amplitud Modulada (A.M.)

Dependiendo del uso que se le quiera dar, es la configuración del circuito que se debe armar. Para el experimento, se desea diseñar un circuito que ofrezca una señal cuadradade salida con una frecuencia determinada (Configuración Astable). Es decir se requieren elementos externos del circuito integrado para formar una configuración adecuada para que la señal de salida sea cuadrada.
Señal de salida:
La configuración astable del circuito que se construyó, entrega una señal cuadrada con voltaje positivo (+5 v) cuando la señal está en alto y se “apaga” (0 v ) cuando laseñal está en bajo. La frecuencia de oscilación es la amplitud de la onda cuadrada cuando el voltaje está positivo, y la frecuencia en bajo es la amplitud cuando la onda está en bajo.
La frecuencia de oscilación es la variable que se desea medir en el experimento, ya que es la que determina la velocidad de pulsos que el circuito entrega con la configuración que se haya armado, está determinadapor los elementos externos en el circuito, es decir las resistencias y el condensador, a diferencia de la frecuencia en bajo, que está determinada por elementos internos propios del circuito integrado y que para este caso de estudio no es de importancia.
Los elementos externos para diseñar un circuito oscilador astable consisten en dos resistencias en forma de divisor de tensión y un condensador.Estos elementos los escogen los diseñadores de forma que entreguen la señal deseada. En el experimento se desea trabajar con tres valores distintos para la resistencia RA, tres valores para la resistencia RB y dos valores distintos para el condensador C, considerando que dichos valores deben tener un rango relativo de bajo, medio y alto para el funcionamiento del circuito.
El experimentoconsiste en maximizar la frecuencia de salida de un circuito oscilador, tomando como variable de salida la frecuencia generada por el circuito y como variables de entrada la resistencia A (RA), la resistencia B (RB) y el condensador (C). El diagrama del circuito muestra la configuración de los elementos externos para entregar la señal cuadrada. Se sabe que los valores de las resistencias y delcondensador determinan la frecuencia de oscilación del circuito, por lo que se desea probar distintos valores para maximizar dicha frecuencia.
No se consideran otras variables de entrada distintas a éstas porque se considera que, tanto los elementos que conforman el circuito, como las herramientas que se usaron en el experimento, son suficientemente robustos para soportar cualquier variable externa que nose haya tomado en cuenta.

Los valores de los elementos externos que se usaron para el experimento se presentan a continuación:
RA | RB | C |
7.5 KΩ | 3.9 KΩ | 10 nf |
3.3KΩ | 4.7 KΩ | 100 nf |
1KΩ | 470 Ω |   |
Para realizar el experimento se requirió el uso del laboratorio de electrónica del Instituto Tecnológico de Cd. Juárez en donde se nos facilitó el material para construir elcircuito y realizar las mediciones correspondientes.
Material para armar el circuito:
* 6 resistores de distintos valores (detallados en la tabla anterior)
* 3 condensadores de distintos valores (uno se utiliza como fijo para suprimir picos indeseables en la señal)
* Circuito integrado LM555
* Cable
* Protoboard (Base para armar el circuito)
* Fuente de RF (fuente...