Obtención de una onda triangular a partir de una onda cuadrada utilizando un amplificador operacional LM324N

Estoy generando una onda cuadrada con un chip temporizador 555 y estoy tratando de obtener una onda triangular de la salida del 555 usando un amplificador operacional (LM324N) como integrador. El amplificador operacional está en modo de fuente de alimentación única con el pin 4 (V+) conectado a Vcc (+5V) y el pin 11 (GND) conectado a GND. Al principio pensé que podría ser porque estoy saturando las entradas del amplificador operacional, pero luego medí la salida del 555 con un multímetro digital e indica que cuando la SALIDA del 555 se pone ALTA, emite alrededor de 3,5 V. En la configuración inicial ( azul en el dibujo) el LED1 pulsa como debería junto con la SALIDA 555 pero el LED2 (salida del amplificador operacional) está constantemente apagado.

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Luego invertí la polaridad del LED y lo conecté a Vcc en lugar de GND (como se ve en rojo) y permanece siempre encendido, independientemente de la salida 555.

La entrada inversora del amplificador operacional está conectada a través de una resistencia de 220 ohmios a la SALIDA 555 y a través de un capacitor de 10 nanofaradios a la salida del amplificador operacional (pin 1), la entrada no inversora (pin 3) está conectada a tierra.

¿Qué estoy haciendo mal aquí? ¿Y cómo puedo obtener una onda triangular con un amplificador operacional de la salida de onda cuadrada?

¿Hay alguna posibilidad de que pueda convertir eso en un diagrama esquemático en lugar de un diagrama de cableado? El esquema da el propósito de los pines. Tus números pin no. Hay una herramienta esquemática integrada en el editor. Tu diagrama también está rotado.
No sé por qué se gira el esquema, estaba bien en mi computadora. Lo convertiré a un esquema adecuado y lo subiré tan pronto como pueda :)
¿Ha comprobado RC de la parte de integración? ¿Qué es VCC? ¿Cuál es el tipo de LED2?
Vcc es el voltaje de suministro que va al 555 y al LM324, que es de 5 V, los 2 LED son idénticos. No sé a qué te refieres con revisar el RC
Para que el integrador funcione, el voltaje de entrada debe ser 'positivo' y 'negativo' con respecto a la entrada no inversora. Intente agregar un divisor de voltaje simple (2 x 4k7) entre el suministro y 0V, con el punto medio conectado a la entrada no inversora.
No tenía resistencias de 4k7 a mano, sin embargo, hice un divisor de voltaje con resistencias de 2x 2,2kohms y el punto medio conectado a la entrada no inversora. Lo que sucede ahora es que el LED2 (salida del amplificador operacional) está encendido siempre que la salida del 555 sea baja y viceversa.
Hay formas más fáciles de hacer esto, al permitir que la carga y descarga de la tapa de sincronización use solo mecanismos de corriente constante: all-electric.com/schematic/eticircuits/…

Respuestas (3)

Ahora que ha dibujado un esquema en lugar de un diagrama de cableado, el problema se vuelve claro.

Su integrador es de tipo inversor y cuando la entrada se vuelve positiva, la salida debe ser negativa, lo cual no puede hacer ya que no hay suministro negativo. Algunos otros problemas se han abordado en las otras respuestas.

Una forma más sencilla de hacerlo es con un par de amplificadores operacionales.

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Figura 1. Este par de amplificadores operacionales generará una forma de onda cuadrada y triangular. Para la operación de suministro único, los pines del amplificador operacional conectados a tierra se conectarían a un suministro medio positivo. Fuente: Stompboxes de bricolaje .

Una buena característica de este arreglo es que la salida del integrador nunca se saturará (si los componentes son correctos, obviamente) y la frecuencia se puede ajustar cambiando solo R3.

Una búsqueda en la web de "oscilador integrador" debería proporcionarle toda la información que necesita.

Actualizar

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 2. Un oscilador para jugar en el simulador.

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Figura 3. Configuración del simulador.

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Figura 4. Resultado del simulador.

Conecté el circuito como en el diagrama de arriba con el amplificador operacional positivo del suministro a +5v y GND a tierra. Usé R1 = 1kohms y R2= R3 = 220 ohms. El circuito no oscila y, en cambio, tiene el cuadrado siempre encendido con aproximadamente 3,53 V y el triángulo siempre apagado con aproximadamente 0,06 V. ¿Qué estoy haciendo mal aquí? Además, ¿podría (después de la reparación) usar estas salidas para controlar un altavoz o necesitaría pasos adicionales?
Ver la actualización. Deberías haberlo conectado como se muestra. Mire su carga de salida. Es solo un amplificador operacional y la carga mínima sería de 1k a menos que sepa lo que está haciendo. Podría encender un LED. No alimentará un altavoz.
¿Qué debo hacer con la salida del amplificador operacional para poder manejar cargas más altas?
Una especie de amplificador de potencia. Está siendo bastante vago acerca de su solicitud. no puedo adivinar Use un conjunto de parlantes de computadora con amplificador incorporado para escucharlo. Agregue un condensador en serie con la salida porque tiene una polarización de 2,5 V CC. ¡Comience con el volumen hacia abajo!
Sin embargo, el valor 10F para C2 suena un poco poco práctico, ¿no?
10 uF. Arreglado, gracias. Es solo para mantener constante la referencia de suministro de 1/2.
El amplificador operacional estaba conectado como un integrador, y al usar el LED conectado a la salida del amplificador operacional, esperaba "ver la onda cuadrada" (el brillo del LED aumentaba y disminuía). Solo estoy haciendo esto porque no tengo un osciloscopio. ¿Qué tiene de malo este enfoque?
El LED puede exigir más corriente de la que puede suministrar el amplificador operacional. Verifique la hoja de datos. Observe en la simulación que, con un suministro de un solo extremo, la salida se mueve alrededor del punto medio de 2,5 V. Es posible que deba cambiar un poco la histéresis para aumentar la amplitud de la onda triangular si espera verla. Juega con los valores R1 y R2 para obtener un cambio mayor.

Parece que quieres una onda triangular de una onda cuadrada. Si es así, hay una serie de cosas mal con este circuito:

  1. No hay ruta de retroalimentación de CC en absoluto. Eso significa que incluso el desplazamiento más pequeño en el integrador eventualmente hará que golpee un riel u otro. Si solo le importa el componente de CA de la salida, esto podría estar bien.
  2. La entrada es siempre cero o positiva. Dado que el integrador está invirtiendo, la salida siempre será baja después de un breve período de tiempo.
  3. El LM324 no es una buena opción para esto. En particular, requiere algo de margen en el extremo superior y tiene una corriente de polarización de entrada relativamente alta.
  4. No está claro cuál es el propósito del LED. Conducirlo desde una onda triangular tiene poco sentido.
  5. Conducir el LED directamente desde la salida opamp requiere que genere una corriente significativa. Tal vez este amplificador pueda manejar eso, pero esto es algo que debe verificar cuidadosamente. Es menos probable que un amplificador más apropiado pueda generar la corriente.
3. ¿Cuál sería un amplificador operacional mejor para esta aplicación? Solo ahora estoy tratando de entender cómo funcionan los amplificadores operacionales y no tengo experiencia con ellos. 4. El LED está allí para que "pueda ver la forma de onda". Originalmente, quería controlar un altavoz usando la salida para poder escuchar las salidas de onda cuadrada y triangular, pero no estoy muy seguro de cómo hacerlo.
@andr: un amplificador operacional CMOS de riel a riel sería una mejor opción. Sin embargo, todavía tiene que arreglar el #2. La entrada positiva debe estar a aproximadamente la mitad del voltaje de suministro, o usar suministros +-.
Puse la entrada inversora a aproximadamente la mitad del suministro usando un divisor de voltaje compuesto por 2 resistencias de 2,2k y ahora oscilan fuera de fase. Cuando la salida del 555 pasa a nivel BAJO, la salida del opamp pasa a nivel ALTO e inverso (con el LED2 conectado a tierra). Sin embargo, ¿no debería ver que la intensidad de la luz LED2 cambia a lo largo del ciclo (si es una onda triangular)?

Dependiendo de qué tan rectos desee que sean los bits rectos del triángulo, la forma más sencilla de aproximarse será usar el 324 para amortiguar el voltaje en el capacitor de sincronización. Durante la oscilación, aumenta entre 1/3 y 2/3 de Vcc (suponiendo que el pin de voltaje de control 555 esté abierto, que es el suyo).

Aunque las puntas rectas no son demasiado rectas, las puntas puntiagudas son muy puntiagudas ;-)

¿Cómo puedo hacer eso? ¿Podría usar el opamp como seguidor de voltaje y usar el pin 2 del 555 como entrada inversora?
@ andreas.vitikan 555 pin 2 es la salida de 'onda triangular'. Amortigüe esto llevándolo a una entrada no inversora del 324, por ejemplo, el pin 1, y convierta ese amplificador en un búfer conectando los pines 2 (entrada inv) y 3 (salida) juntos, tomando la salida del pin 3. Tome 4 y 11 a su potencia normal y tierra respectivamente.
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