Resumen— Tomado en cuenta la importancia tan relevante que ha tenido el VCO en el desarrollo de las comunicaciones, se pretende profundizar en su estudio y posterior entendimiento.

Introduccion:

Por medio de la implementación y descripción del circuito integrado LM555, se pretende describir los diferentes procesos que rigen el comportamiento del VCO, y explicar su respuesta tanto en voltaje como en frecuencia.

Fig. 1. Diagrama de bloques simplificado de un temporizador 555

Como se evidencia en la figura número uno, los cambio de estado del 555 están definidos por la conmutación de un flip flop R-S, el cual esta alimentado por dos amplificadores operacionales, que funcionan como comparadores y establecen, según el voltaje suministrado en los pines 6 (Umbral) y 2 (Disparo) condiciones lógicas que permiten la oscilación del sistema como VCO.

El primer desarrollo que se debe mencionar es que voltaje cae sobre los pines PCS y PCI, para ello se plantea en condiciones ideales en un divisor de voltaje.

Ecuación 1. Voltaje en el punto PCS

Ecuación 2. Voltaje en el punto PCI

Como las resistencias son iguales se puede concluir que el voltaje que cae en cada Resistencia es igual a un tercio del voltaje de alimentación, por tal motivo el voltaje que se registra en PCS y PCI es el siguiente:

Ahora se estimará las condiciones de conmutación del flip Flop según los estados en que se encuentre los amplificadores operacionales.

Fig. 2. Condiciones de descarga y carga del condensador (Click para agrandar).

Como se aprecia en la figura, cuando el condensador se está cargado, la carga resistiva que presenta esta determinada por las resistencias R1 y R2, haciendo una resistencia en serie para los cálculos del voltaje en el condensador. Cuando la carga en el condensador supera el Vcc/3 el estado lógico de R cambia de 1 a cero, garantizando así que la salida Q´ del flip flop están en estado alto y el transistor npn esta abierto, permitiendo la continuación de la carga del condensador C. cuando la carga supera los 2Vcc/3 la salida de Q conmuta a 1, produciendo una activación en el transistor npn interno en el 555, esto a su vez conduce la carga que esta pasando por la resistencia R1, y el condensador C y la resistencia R2 empieza el proceso de descarga pero ahora en función de R2 como carga resistiva. Este proceso de descarga Se mantiene hasta que el voltaje del condensador es inferior a Vcc/3

Fig. 3. Diagrama del VCO.

Las ecuaciones de carga y descarga del condensador están determinadas por las siguientes ecuaciones:

Ecuación 3. Voltaje carga en un condensador

Ecuación 4. Voltaje descarga en un condensador

Donde T es la constante de tiempo la cual varia, para la carga es Tc = R1+R2 y la constante de Descarga Td = R2, el Vcc es el voltaje de alimentación del integrado 555, el Vo es el voltaje inicial del condensador. Para la determinación del periodo, es necesario despejar los tiempos de cargas de cada una de las ecuaciones y sumarlos

Ecuación 5. Tiempo de carga en un condensador

Ecuación 6. Tiempo de descarga en un condensador

Para determinar la frecuencia de Oscilación del sistema está determinado por la ecuación:

Ecuación 7. Frecuencia

De esta manera cuando el voltaje de control aumenta, proporcionalmente el periodo aumenta y por ende la frecuencia disminuye.

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CONCLUSIONES

• Sus aplicaciones más comunes radican en aportar para el proceso de señales moduladas en frecuencia, PLL y diferentes aplicaciones a nivel de la Bioingeniería.

• Dado la versatilidad y funcionabilidad de este circuito, el aporte al desarrollo de las telecomunicaciones ha significado un avance importante en la miniaturización de los osciladores.

INFORMACIÓN DE AUTORES

• Iván Mauricio Barajas

• Ingeniero Electrónico

• Escuela Colombiana de Carreras Industriales

• Cod: 2007270067

• Diego Alexander Laverde

• Ingeniero Electrónico

• Escuela Colombiana de Carreras Industriales

• Cod: 2007270066

Escuela Colombiana de Carreras industriales