Los comparadores de tensión se pueden utilizar en una infinidad de combinaciones que resultan en circuitos prácticos de gran utilidad. El profesional debe estar preparado para saber utilizar comparadores ya que pueden resolver pequeños y grandes problemas en la industria, instalaciones comerciales y residenciales o incluso en el trabajo de campo. Ejemplos de circuitos prácticos con el LM139 / 239/339 se dan en este artículo.
El circuito integrado LM139 / 239/339 consiste en cuatro comparadores de tensión independientes en envoltorio DIL con los pinos mostrado en la figura 1.
La diferencia entre los tres tipos está en el rango de temperaturas de trabajo, siendo las características eléctricas aproximadamente las mismas. Así, para la mayoría de los casos, los circuitos que mostramos en este artículo funcionarán con cualquiera de los tipos.
Los circuitos que mostramos en este artículo se han extraído del Application Note AN-74 de National Semiconductor (ahora empresa del grupo Texas Instruments) que incluye muchas otras aplicaciones prácticas para esta familia de comparadores de tensión.
Detector de paso por cero
En muchas aplicaciones que involucran el control de circuitos desde la red de energía, el detector de paso por cero es un elemento fundamental. Esto ocurre en el caso de los controles de potencia por ángulo de fase que hacen uso de TRIAC y otros tiristores o dispositivos de potencia.
Un detector de paso por cero o zero corossing detector no es más que un circuito que produce un pulso de salida cuando una tensión alternada aplicada a su entrada pasa por el punto de cero volt.
El circuito, que hace uso de sólo un comparador de tensión, se muestra en la figura 2.
La señal de salida de este circuito es una onda cuadrada que corresponde al signo senoidal aplicado a la entrada. Esto significa que también se puede utilizar para hacer rectangular una señal sinusoidal.
La histéresis del circuito es muy baja, menor de 10 mV y la fuente de alimentación no necesita ser simétrica.
Amplificador para Foto-Diodo
Nuestro último circuito es un sensor de foto-diodos que se puede emplear en acopladores ópticos, encoders y otras aplicaciones del mismo tipo.
El circuito, mostrado en la figura 3, proporciona una señal rectangular cuando se excita el sensor.
La ganancia se determina por R3 (que puede cambiar) y el circuito no necesita una fuente de alimentación simétrica.
Oscilador con Ciclo Activo Controlado
Existen ciertas aplicaciones en las que se necesita generar una señal rectangular cuyo ciclo activo no sea exactamente el 50%. Si bien existen soluciones usando circuitos integrados como el 555, 4093 y otros, puede ser que en un determinado momento el circuito integrado que el lector tenga en las manos sea justamente el LM139 u otros de la misma familia.
La solución se muestra en el circuito de la figura 4 y la frecuencia de operación se da básicamente por C1 y por el ajuste de los dos trimpots.
Los dos trimpots determinaran exactamente el ciclo activo, controlando el tiempo de salida en el nivel alto y el tiempo en el nivel bajo.
El oscilador no es más que una configuración de relajación y la frecuencia puede alcanzar algunos megahercios.
Monoestables
También es posible elaborar un multivibrador monoestable en torno a un comparador de tensión de los cuatro disponibles en el LM139. El circuito en cuestión se muestra en la figura 5.
Un pulso negativo de entrada hace que la salida vaya al nivel alto y así permanezca por un intervalo de tiempo que depende del valor de C2.
Modulador de Ancho de Pulso
Otra aplicación interesante y que se puede implementar con el LM139, es el modulador de ancho de pulso. No es necesario decir que se trata de configuración de gran utilidad en el control de motores.
En la figura 6 tenemos el circuito que hace uso de apenas un comparador y tiene su frecuencia básicamente determinada por el capacitor C1.
El resistor Rc determina la sensibilidad a la señal de modulación, pudiendo ser alterado conforme a la aplicación. Ver que este circuito actúa sobre el ciclo de generación de la señal en un oscilador de relajación modificando la tensión de referencia del divisor formado por R2 y R3.
También es importante observar que la señal de salida es rectangular y que el circuito no necesita una fuente de alimentación simétrica. Los valores para el condensador están en el rango de 1 nF a 100 nF.
