Hay ocasiones en que es necesario dividir la frecuencia de una señal TTL por valores programados entre 1 y 16. Esto puede ser interesante tanto en la elaboración de circuitos experimentales como en la bancada, para análisis. El diseño simple que se da en este artículo opera con frecuencias de hasta 18 MHz, con integrados TTL estándar, y frecuencias más altas con componentes de otras subfamilias.
Usamos 4 circuitos integrados TTL bastante conocidos para implementar este divisor programable de frecuencias: uno de ellos y el 7493, un contador hasta 16, el otro es el conocido 7400 (cuatro puertos NAND), y finalmente el 7420, que consiste en dos puertas NAND 4 entradas.
De acuerdo con las posiciones de las llaves de programación, el circuito divide la frecuencia de la señal de entrada por un valor entre 1 y 16.
El ciclo activo de la señal de entrada no es del 50% para todas las frecuencias, pero esto puede ser superado, si la aplicación exija, por medio de componentes adicionales como, por ejemplo, un monoestable, si la frecuencia de entrada es fija.
La alimentación de 5 V puede provenir de cualquier fuente convencional TTL, y como la corriente requerida es baja, incluso los reguladores de 100 mA se pueden utilizar.
Características:
Tensión de alimentación: 5 V
Consumo: 50 mA (aprox.)
Frecuencia máxima de funcionamiento 18 MHz (TTL Standard)
División: 1 a 16
COMO FUNCIONA
Una primera puerta del 7400 se utiliza como inversor para condicionar la señal de entrada, que se aplica al mismo tiempo en la entrada del 7493 (pin 14) y en un inversor hecho alrededor de otra puerta del 7400.
El inversor sirve para activar un flip-flop, que nuevamente se elabora en torno a dos puertas del 7400 y sirve para resecar el divisor al final de cada ciclo de división.
El reset se determina por la posición de las 4 teclas de programación, que se conectan a uno de los dos puertos disponibles en el 7420.
Conforme las posiciones de estas claves tenemos el reset en el primer, segundo o hasta en el décimo sexto pulso, obteniéndose así la división de frecuencia por el número deseado.
Teniendo en cuenta el nivel bajo (0) que corresponde a un interruptor abierto y que el alto nivel (1) se corresponde con el interruptor cerrado, tenemos el siguiente calendario de programación:
MONTAJE
En principio, el divisor aquí sugerido se destina a la operación con otros circuitos, pero nada impide que tengamos un montaje experimental o para pruebas de banco.
En la figura 1 tenemos el diagrama completo del divisor.
En la figura 2 tenemos una sugerencia de montaje en placa de circuito impreso.
En la figura 3 damos una sugerencia de fuente de alimentación de 5 V que, por su capacidad de corriente de hasta 1 A, puede servir también para otras etapas TTL
Las llaves S1 y S3 pueden ser del tipo miniatura, para la programación de los valores, montadas en la propia placa de circuito impreso o fijadas en un panel.
Otra opción y la utilización de microswitches del tipo utilizado en microcomputadoras e impresoras.
Los circuitos integrados deben montarse en sockets DIL para mayor seguridad y facilidad de sustitución en caso de necesidad.
PRUEBA Y USO
Para probar el aparato, basta con aplicar una señal rectangular y de frecuencia conocida en la entrada y conectar la salida a un frecuencímetro.
En las diversas posiciones posibles de las claves debemos tener la división de la frecuencia por el cociente esperado.
Si es importante para el tipo de trabajo que el usuario tiene en mente, los ciclos activos de cada cociente se pueden ver con un osciloscopio.
Para utilizar, recuerde que con TTL estándar la frecuencia máxima de operación es de 18 MHz. Con la serie H podemos ir a los 25 MHz, con la serie L hasta 2 MHz, y con la serie S podemos superar los 70 MHz ..
Semiconductores:
CI1 - 7400 - 4 puertos NAND de dos entradas
CI2 - 7493 - Contador / divisor hasta 16
Cl3 - 7420 - Dos puertas NAND de 4 entradas
Varios:
S1, S2, S3, S4 - Interruptores sencillos
C1 - 100 nF - capacitor de cerámica o de poliéster
Placa de circuito impreso, fuente TTL, hilos, soldadura .etc.
