Practica10_RogelioManríquezCobián - Rogelio Manríquez Cobián (12)

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Circuitos Integrados Lineales: Práctica No. 10 
Multivibrador astable basado en un comparador 
Universidad de Guanajuato-Campus Salamanca 
Rogelio Manríquez Cobián 
Ingeniería en Sistemas Computacionales 
Universidad de Guanajuato - DICIS 
Salamanca, Guanajuato 
r.manriquezcobian@ugto.mx 
 
Abstract—En esta práctica se encontrará los cálculos 
realizados para el tema de Multivibrador astable y su 
correspondiente análisis de señales. 
Keywords—Frecuencia, multivibrador astable, preriodo, 
histéresis, comparador. 
I. INTRODUCCIÓN 
Un oscilador consiste básicamente en un amplificador y en una 
red selectiva de frecuencia conectada en un lazo de 
retroalimentación, la Figura 1 muestra su representación en 
bloques funcionales. 
 
Figura 1: Oscilador de carrera libre basado en un comparador 
de voltaje con histéresis. 
Un multivibrador astable o de oscilación libre es un generador 
de onda cuadrada, el cual puede ser instrumentado utilizando un 
comparador de voltaje con histéresis, en donde el voltaje de 
entrada es sustituido por la señal obtenida de un arreglo RC que 
retroalimenta la señal de salida del comparador. Además, los 
niveles de voltaje de disparo positivo 𝑉𝐻𝑇 y disparo negativo 
𝑉𝐿𝑇, que definen la histéresis del comparador, juegan un factor 
importante en el ciclo de trabajo del oscilador, como se mostrará 
en el análisis que desarrollaremos a continuación. 
II. DESARROLLO 
Diseñar un oscilador con la configuración mostrada en la Figura 
2 a una frecuencia de operación de 𝐹0 = 1𝐾𝐻𝑧. Encuentra como 
es la relación de los valores de los resistores de 𝑅, 𝑅1, 𝑅2 y del 
capacitor 𝐶 como parámetros para definir la frecuencia de 
operación deseada. Considera que el voltaje 𝑉𝑐(𝑡) en capacitor 
𝐶 está dado por la solución de la ecuación diferencial de la carga 
a través de 𝑅, expresada como: 
𝑉𝑐(𝑡) = 𝑉𝐸𝐸 (
𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
) 𝑒−
𝑡
𝑅𝐶 + 𝑉𝐶𝐶 (1 − 𝑒
−
𝑡
𝑅𝐶) 
Y descarga: 
𝑉𝑐(𝑡) = 𝑉𝐶𝐶 (
𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
) 𝑒−
𝑡
𝑅𝐶 + 𝑉𝐸𝐸 (1 − 𝑒
−
𝑡
𝑅𝐶) 
Donde 𝑉𝐿𝑂𝑊 = 𝑉𝐸𝐸 (
𝑅2
𝑅1+𝑅2
) y 𝑉𝐻𝐼𝐺𝐻 = 𝑉𝐶𝐶 (
𝑅2
𝑅1+𝑅2
) . En estas 
ecuaciones, se seleccionan los valores 𝑅1 y 𝑅2 (una buena 
selección es hacer 𝑅1 = 2𝑅2) y se resuelven para los valores de 
𝑡1 y 𝑡2 cuando 𝑉𝑐(𝑡1) = 𝑉𝐻𝐼𝐺𝐻 y 𝑉𝑐(𝑡2) = 𝑉𝐿𝑂𝑊 , 
respectivamente. De esta forma, el periodo de la señal de salida 
será 𝑇 = 𝑡1 + 𝑡2. 
Con la ayuda del profesor, obtuvimos los resultados, los cuales 
podremos realizar el diseño del circuito para responder las 
preguntas siguientes: 
• Encuentra los valores de los componentes 𝑅, 𝐶, 𝑅1 y 
𝑅2 para obtener una señal de salida con una frecuencia, 
𝐹0 = 1𝐾𝐻𝑧 si el comparador es alimentado con una 
fuente dual simétrica (𝑉𝐶𝐶 = 12𝑉 y 𝑉𝐸𝐸 = −12𝑉). 
¿Cuál es el ciclo de trabajo de la señal de salida? 
Circuito 1: Oscilador de carrera libre con un comparador de 
voltaje con histéresis. 
𝑅 = 1534.8𝑘Ω 
𝐶 = 47𝑛𝐹 
𝑅1 = 94𝑘Ω 
𝑅2 = 47𝑘Ω 
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜: 50% 
Señal 1: Oscilador de carrera libre con un comparador de 
voltaje con histéresis. (±12𝑉) 
 
• ¿Cuál será la frecuencia de salida y su ciclo de trabajo, 
si se alimenta el comparador con una fuente dual 
asimétrica (𝑉𝐶𝐶 = 12𝑉 y 𝑉𝐸𝐸 = −10𝑉)? 
Señal 2: Oscilador de carrera libre con un comparador de 
voltaje con histéresis. (+12𝑉 y −10𝑉) 
𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 1𝑘𝐻𝑧 
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = 50%
 
Figura 2: Oscilador de carrera libre basado en un 
comparador de voltaje con histéresis. 
 
 
Figura 3: Respuesta en tiempo de la carga y descarga de la red 
de retroalimentación. 
 
CONCLUSIÓN 
Desarrollar esta práctica tuvo algo de similitud con la pasada ya 
que se estuvo realizando una configuración de comparador de 
voltaje. 
Sin embargo, se tuvo que comprender un poco más sobre el tema 
de multivibrador astable, el cual es un circuito capaz de generar 
ondas a partir de una fuente de alimentación continua. La 
frecuencia de estas ondas dependerá de la carga y descarga de 
los condensadores. 
 
 
 
 
 
REFERENCIAS 
[1] J. Kemmerly y W. Hayt, Engineering Circuit Analysis, 6a ed. McGraw-
Hill Publishing Co., 2001. 
[2] Instruments, T. (1977, February). TL08xx FET-Input Operational 
Amplifiers SLOS081M datasheet.[Online]. Available: 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl082.pdf?ts=1647779707446. 
[3] John C C Nelson,Operational Amplifier Circuits: Analysis and Design, 
Butterworth-HeinemannEd., 1995. 
[4] Robert F Coughlin & Frederick F Driscoll,Amplificadores Operacionales 
y Circuitos Integra-dos Lineales, 4taEd., Prentice-Hall, 1993. 
[5] Sergio Franco, Design with Operational Amplifiers and Analog 
Integrate 
[6] J. V. Wait, L.P. Huelsman, and G.A. Korn. Introduction to Operational 
Amplifier Theory and Aplications. New York. Mc -Graw Hill Book 
Company, 
[7] .J Huijsing, Operational Amplifiers. Springer, 2011. 
 
 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl082.pdf?ts=1647779707446