Describimos uno en generador de señales rectangulares con relación marca-espacio ajustable en un rango de 10 a 100% capaz de generar frecuencias de hasta Hz a 100 kHz, con sólo un integrado. su salida compatible con CMOS puede ser casada tanto en la prueba de equipos digitales, así como en el ajuste de equipos de: radio y de audio.
Un generador de señales rectangular con las características de éste es de gran utilidad en cualquier banco de electrónica. La reproducción de señales rectangulares este aparato tiene ajustes independientes para los intervalos entre las muñecas y su duración.
La combinación de los dos ajustes determina la frecuencia final de la señal generada.
En conjunto con un osciloscopio se puede realizar una calibración precisa que permite su utilización en el trabajo con circuitos lógicos digitales o incluso circuitos lineales.
Sólo se utiliza un solo y el rango de frecuencias básicas va de 10 Hz a 100 kHz.
Con más dos capacitores podemos extender esta pista a menos de 1 Hz hasta más de 1 MHz.
La alimentación del circuito se puede hacer con sólo 4 pilas pequeñas o una batería de 9 V. El consumo de la unidad es extremadamente bajo, lo que garantiza una excelente durabilidad para cualquiera de las dos fuentes de energía usadas.
Características:
Tensión de alimentación: 6 o 9 V
Corriente consumida: 1 mA (tip)
Tensión de pico de salida: 6 o 9V (según la alimentación)
Rango de frecuencias: 10 Hz a 100 kHz
Ajuste marca / espacio: 10 a 90%
COMO FUNCIONA
La base del circuito es un integrado 4093 que consiste en 4 puertas disparadores del tipo NAND.
Una de estas puertas está conectada como un oscilador que opera en frecuencia que depende tanto del condensador y del circuito de realimentación.
Cuando conectamos la alimentación del circuito, la salida del integrado va al nivel alto, de modo que el condensador colocado en el circuito (C) empieza a cargar vía R1 y D1, como muestra la figura 1.
Cuando la tensión en las armaduras del capacitor alcanza el punto de disparo o conmutación de la puerta (Volt la salida del integrado va al nivel bajo y el capacitor comienza a descargarse a través de R2 y D2.
La descarga va hasta el punto en que la tensión en las armaduras alcanza el valor Ve. En este instante, ocurre nueva conmutación con la salida del integrado yendo al nivel alto y un nuevo ciclo se inicia.
La Histéresis del integrado, dada por la diferencia entre Vn y Vp es que determina el rango de tensiones encontradas en el capacitor.
En la figura 2 tenemos un gráfico en el que mostramos que el camino seguido en la conmutación del nivel alto hacia abajo es diferente camino inverso definiendo así dos puntos de disparo.
Vaya entonces que si los valores de los resistores usados ??en el circuito de carga y descarga del capacitor son diferentes tendremos una relación marca-espacio diferente.
En nuestro circuito práctico utilizamos potenciómetros en estos dos circuitos para permitir un ajuste independiente.
La señal rectangular generada por esta etapa oscilante se aplica a la entrada de las otras tres puertas del mismo integrado que se conectan como bufters inversores.
Obtenemos una señal más fuerte en la salida y completamente aislada del oscilador.
Esto significa que la conexión de cargas de características diferentes en la salida no afecta a la frecuencia de la señal producida.
La impedancia de la salida es del orden de 2 k pero la intensidad de la señal que llega a la misma tensión utilizada en la alimentación permite su utilización en un rango muy grande de aplicaciones.
Un ajuste de la intensidad hecho por un potenciómetro facilita el uso del pequeño aparato.
Si el lector desea utilizar un LED para indicar que la alimentación está conectada.
MONTAJE
En la figura 3 tenemos el diagrama completo del generador.
La disposición de los componentes no es crítica, pudiéndose utilizar una placa de circuito impreso universal, como muestra la figura 4.
Sugerimos el uso de un zócalo para el integrado. Observe que los potenciómetros y la fuente de alimentación quedan fuera de la placa, así como la llave conmutadora de banda de frecuencias (S1).
Usamos una llave de 1 polo x 3 posiciones, pero también se puede utilizar una llave de 1 polo x 5 posiciones con el adición de un capacitores de 100 pF para extender el alcance a 1MHz y de un condensador de 1 uF para ser obtenidas frecuencias inferiores a 1 Hz.
Los potenciómetros son todos lineales y los resistores de 1/8 o ¼ W con un 10% de tolerancia.
Los capacitores pueden ser cerámicos o de poliéster, con excepción de C4 que es un electrolítico para 12 V o más. Para la salida tanto se puede utilizar un jack P2 como dos bornes comunes.
En el caso de los jack, un cable con una garra y una punta de prueba complementará el equipo.
Para las pilas utilice soporte y si utiliza un conector de batería. Los diodos son de uso general de silicio.
El interruptor S2 puede ser independiente o bien incorporado al propio control de intensidad de señal que es P3.
El conjunto se puede instalar fácilmente en una caja de plástico del tipo que se muestra en la figura 5.
PRUEBA Y USO
Para probar basta con ajustar el circuito para operar en una banda audible e inyectar la señal en un amplificador de audio.
Una prueba más completa se realiza inyectando la señal en la entrada de un osciloscopio.
Actuando sobre P1 y P2 tenemos la modificación de la anchura de pulso y de su intervalo, como sugiere la figura 6.
El potenciómetro P3 controla la intensidad de la señal.
Una vez comprobado el funcionamiento es sólo usar el aparato, respetando sus características.
El resistor R3 protege la salida del integrado evitando que haya sobrecarga incluso cuando la conectamos en cargas de impedancia muy baja o accidentalmente las colocamos en cortos
LISTA DE MATERIAL
Cl1- 4093 - circuito integrado CMOS
D1 y D2 - 1N4148 - diodos de silicio de uso general
S1 - Llave de 1 polo x3 posiciones - ver texto
S2 - interruptor simple - ver texto
B1 - 6 o 9 V - 4 pilas o batería
P1 y P2 - 100 k-potenciómetros lineales
P3 - 10 k - potenciómetro lineal
R1 y R2 - 10 k - resistores (marrón, negro, naranja)
R3 - 2k2 - resistor (rojo, rojo, rojo)
C1 - 1 nF - capacitor de cerámica o poliéster
C2 - 10 nF - capacitor de cerámica o poliéster
C3 - 100 nF - capacitor de cerámica o poliéster
C4 - 100 uF - capacitor electrolítico
J1 - conector tipo P2
Varios: placa de circuito impreso, caja para montaje, soporte para 4 pilas pequeñas o conector de batería, botones para los potenciómetros, garra y punta de prueba, cable blindado para salida, hilos, soldadura, etc.