Esta situación se repite constantemente lo que permite tener una señal de onda cuadrada a la salida de operacional y una señal diente de sierra en el punto A. El período de carga y descarga de C puede variarse a través de R; es decir, si r es variable tendré señales de frecuencia variable a voluntad del operador.

En resumen, en el circuito de la figura 1 tenemos un generador de onda cuadrada, cuya frecuencia depende de la carga y descarga del capacitor C. En la entrada negativa del A.O. tendré una señal tipo triangular o diente de sierra, producto de la carga y descarga del capacitor, cuya frecuencia es igual a la de la onda cuadrada.

Se puede demostrar que en el entorno de "0" volt de la señal diente de sierra, la tensión crece o decrece casi en forma lineal, por lo tanto si hacemos que el operacional cambie de estado para tensiones próximas a cero volt, en el punto A tendré una señal triangular de bajo nivel. La figura 2 muestra una señal triangular casi perfecta como consecuencia de haber tomado:

Para muchas aplicaciones, puede resultar útil tener una señal rectangular con ciclo de actividad variable, es decir, con tiempos de estado "alto y estado "bajo" distintos.

Utilizaremos otro operacional que compare la señal triangular con una tensión fijada por el técnico.

Cuando la señal triangular alcanza dicho valor, el A.O. satura debido a su elevada ganancia. Con P1 (figura 3), fijo una tensión Vd en la entrada no inversora del A.O. , luego, la salida está en estado alto mientras la onda triangular no alcance ese valor.

Cuando VC> VD (la señal triangular alcanzará el nivel VD) el A.O. "se da vuelta", es decir, variando P1, cambia la tensión VD y por lo tanto, también cambia el ciclo de actividad de la onda cuadrada.

Para obtener una señal de forma de onda senoidal se utiliza un CONFORMADOR que es una matriz formada por diodos y resistencias (R8 a R15 y D1 a D6 en la figura 3).

La matriz transforma la onda triangular en onda senoidad debido a que reduce la pendiente de la señal diente de sierra a medida que aumenta su amplitud. La señal así obtenida se aplica a un A.O. implementando como amplificador no inversor de corriente continua.

En realidad, la forma de onda resultante senoidad puede considerarse como una serie de ramos rectos que cambian de pendiente cada cuarto de ciclo. R19, P2, y R20 forman un divisor resistivo para que la señal triangular a conformar tenga la amplitud necesaria con el objeto de tener una onda senoidal con un contenido armónico inferior al 3%.

De esta manera tenemos un generador de onda cuadrada, rectangular y senoidal de amplitud constante aproximadamente igual a Vcc + VEE y frecuencia variable dependiente de la carga y descarga de C a través de R.

Es importante que antes de armar el generador de funciones se interiorice en el circuito a construir con el objeto de no cometer equivocaciones.

En la figura 4 se muestra la placa de circuito impreso y una vista de los componentes insertados en la plaqueta.

Es conveniente, en el montaje, colocar zócalos para los circuitos integrados con el objeto de poder reemplazarlos fácilmente en casos de deterioros.

C se cambia por medio de una llave selectora con el objeto de variar la frecuencia del generador por bandas.

Colocando valores de capacidad apropiados se pueden conseguir frecuencias desde algunos Hz hasta 50kHz aproximadamente.

Si se colocan circuitos integrados del tipo CA741 el generador entrega formas de onda aceptable hasta 5kHz. Para frecuencias superiores, la impedancia de entrada del operacional disminuye y el tiempo de respuesta del mismo se hace considerable, razón por la cual aparecen notables distorsiones en todas las formas de onda.

Para aumentar el rango de frecuencias se deben colocar A.O. con entrada FET del tipo LF356 en CI1 y CI2. CI3 y CI4 pueden seguir siendo CA741.

Para probar el instrumento una vez armado, conéctelo a una fuente de alimentación. Con un osciloscopio verifique las formas de onda cuadrada, rectangular, senoidal y triangular en los puntos 1, 2, 3 y 4 respectivamente, para ello calibre el pre-set P3 de modo de obtener una señal senoidal casi perfecta (con osciloscopio en punto 3). Si desea puede colocar una llave selectora con el objeto de seleccionar la forma de onda a utilizar.

Variando P2 verifique que cambia la frecuencia de la señal mostrada.

Con el osiloscopio en 2 varíe P1 verificando que cambie el ciclo de actividad de la señal rectangular. Es indispensable el uso de un osciloscopio para comprobar el correcto funcionamiento del generador, si Ud. no lo posee recurra a un service amigo o a algún laboratorio electrónico. Con un frecuencímetro podrá calibrar el recorrido de P2 en valores de frecuencia para las distintas bandas.

Una vez calibrado el instrumento no será necesario ni el osciloscopio ni el frecuencímetro pues tendrá la seguridad que su generador de funciones funciona correctamente.

Note que la amplitud de salida del oscilador es alta y constante. Para poder variar la amplitud a voluntad puede utilizar otro amplificador operacional como inversor (no figura en el circuito impreso).

De esta manera, con un reducido costo Ud. Puede construir un instrumento de múltiples aplicaciones, que, si bien no es de excelente calidad, puede competir con la mayoría de los generadores comerciales de taller, con la ventaja que Ud. sabe cómo funciona y puede armarlo con poco dinero. Dejo a su elección el gabinete sobre el cual montará el instrumento y el diseño del frente pero le aconsejo que siga las indicaciones que le he dado a lo largo de esta sección.

Como puntas de conexión exterior puede utilizar un cable mallado conectando en sus extremos pinzas de las denominadas "caimanes o cocodrilos".

Este proyecto no solo le permite montar un generador de buen desempeño sino que además lo “entrena” en el uso de los amplificadores operacionales. Relea el artículo y no arme el prototipo hasta no estar seguro de comprender perfectamente el funcionamiento del equipo propuesto. Si no ha tenido inconvenientes...