FUENTE DE SEÑAL TTL DE 2Hz A 20kHz

Es bien sabido que los circuitos integrados digitales funcionan con tensiones de alimentación próximas a los 5V, razón porl a cual requieren señales de excitación binarias con valores de 0V y 5V respectivamente. El circuito que proponemos es una fuente de excitación capaz de proveer señales desfasadas en 180º con frecuencias que pueden variar desde algunos ciclos hasta 20kHz aproximadamente.

DESARROLLO
Un sistema binario compuesto por circuitos de tecnología TTL, funciona con niveles lógicos perfectamente definidos, a diferencia de lo que ocurre con otras familias lógicas tales como la CMOS; así se tiene:

"1" lógico = 5V
"0" lógico = 0V

Esto es muy diferente a lo que ocurre con los circuitos integrados de la familia CMOS, que pueden ser alimentados con tensiones comprendidas entre 3V y 15V, con lo cual el "1" lógico podrá tomar diferentes valores dependiendo de la tensión de alimentación.

El circuito que proponemos se muestra en la figura 1 y está formado por un oscilador construido con un transistor unijuntura del tipo 2N2646 y sus componentes. Dicho transistor funciona sin inconvenientes con un amplio rango de tensiones de polarización, aun cuando las mismas son bajas, como los 5V requeridos para la excitación de circuitos TTL.

En este circuito el capacitor de entrada (C2 o C3) se carga a través de P1 que está en serie con R1, hasta que se alcanza el nivel de disparo en el emisor, instante en el cual la impedancia entre base 2 y emisor se hace prácticamente nula, y el capacitor (C2 o C3) se descarga a masa a través de R3.

De esta manera, la frecuencia de trabajo queda determinada por la constante de carga y descarga del capacitor conectado entre emisor y masa.

Se puede conseguir un amplio rango de frecuencias debido a la acción de un conmutador que permite el cambio del capacitor; es por ello que se cuenta con un capacitor de 2,2µF (C3) y otro de 25µF (C2); es decir: la frecuencia se puede variar por pasos.

También es posible variar la frecuencia en forma continua por intermedio del potenciómetro P1 de 50kohm. En el impreso se ha colocado un pre-set para este componente, pero nada impide el uso de un potenciómetro lineal, a los fines de poder variar la frecuencia de los pulsos generados a voluntad del operador.

Mediante la combinación de los diferentes elementos encargados de fijar la frecuencia del oscilador, se pueden generar pulsos en la banda de 2Hz a 200Hz. Se puede ampliar aun más este rango si se coloca un capacitor de menor valor; así, por ejemplo, si se coloca un capacitor de .01µF, la frecuencia máxima puede alcanzar los 20kHz, suficiente para realizar la mayoría de las pruebas. Cabe aclarar que por encima de 5kHz la señal comienza a deformarse.

Cada vez que se descarga el capacitor conectado en emisor de Q1, se produce, en la base 1 del transistor unijuntura, un pulso de corta duración que posteriormente será aplicado a la base del transitor Q2. R2 es el componente en el que se desarrollará este pulso y su valor limitará la corriente que pase por Q1.

Mientras no se produzca el disparo de Q1, en base de Q2 existirá un potencial bajo, con lo cual su colector estará a un potencial de 5V como consecuencia de que el componente se encuentra en estado de corte.

Con la señal desarrollada en la resistencia R2, Q2 entra en conducción, alcanzando rápidamente el estado de saturación produciéndose un marcado descenso en la tensión de colector, la cual pasa de 5V a menos de 1V; es decir, se produce un pulso que rápidamente se transfiere a una de las salidas, por intermedio de R8, de 120ohm, generándose un pulso negativo.

Al mismo tiempo, se produce un pulso de igual duración pero de polaridad opuesta, en el colector de Q3. Esto se debe a que normalmente, al no estar disparado Q1, el colector de Q2 se encuentra en un estado alto de tensión, con lo cual la base de Q3 se encuentra bien polarizada a través de R4 y R5. Cuando se produce un pulso en colector de Q2 (el transistor saturado), la base de Q3 queda virtualmente conectada a masa y su colector pasa a tener un estado alto de tensión.

Esto significa que el resultado es opuesto al anterior, contando, entonces, con un pulso positivo que será transmitido al correspondiente borne de salida, por intermedio de R9 de 120ohm.

Debe tener en cuenta que cada una de las salidas, cuando presente un nivel de masa, presentará un nivel lógico TTL "0" y, contrariamente, cuando presente una tensión de 5V, equivaldrá a un nivel TTL, "1". El montaje del dispositivo no requiere consideraciones especiales.

 
Autor: Ing. Horacio D. Vallejo
FIGURA 1
 
FIGURA 2
 
MATERIALES