Es un aparato de utilidad para todos los que realizan proyectos de electrónica digital: un divisor de frecuencia que puede ser programado para hacer divisiones de 1 a 9 y que tiene salidas de nivel ajustable y fijo. La frecuencia máxima de funcionamiento del circuito es de 3 MHz y con interfaz apropiada podemos excitar circuitos TTL o CMOS. Una expansión del proyecto original permite la realización de divisiones por números más grandes.
¿Qué se puede hacer con un divisor programable de frecuencia en un banco de proyectos digitales?
Una aplicación posible es la disminución de la velocidad de procesos para que puedan ser monitoreados o controlados con mayor facilidad.
Otra posibilidad consiste en la obtención de señales de osciladores de precisión fijos para excitación de circuitos TTL o CMOS en frecuencias más bajas, alterando así su capacidad de operación.
El divisor que presentamos, conjugado a otros equipos puede ser de gran utilidad en una bancada de trabajo de electrónica digital.
El circuito tiene dos salidas: una de señal con intensidad fija para excitación de otros circuitos CMOS, y otra con señal de intensidad ajustable entre 0 y el nivel de tensión suministrado por un CMOS alimentado por 12 V, que sirve para excitación de otros tipos de equipos como, por ejemplo, pruebas de audio, calibración de osciloscopios, etc.
La fuente de alimentación de 12 V x1A se puede utilizar para alimentar circuitos de prueba externos, lo que significa una mayor utilidad para el aparato.
EL CIRCUITO
La base del circuito es un integrado 4017 que consiste en un contador divisor por10 con salidas de 1 a10.
La aplicación básica de este integrado es la división por 10 de una frecuencia o el suministro de pulsos secuenciales, pero si conectamos a una determinada salida la entrada de reset (pin 15) podemos fácilmente cambiar el ciclo de operación del integrado.
Así, si la llave S2 del aparato está en la posición que corresponde a la cuarta salida (dividida por 4), en el cuarto pulso de entrada el nivel del pin 10 va a 1, restableciendo el integrado, produciendo un pulso de salida y al mismo tiempo iniciando un nuevo ciclo.
En esta posición, el circuito "cuenta hasta 4", lo que quiere decir que cada 4 pulsos de entrada tenemos siempre 1 de salida.
En la posición que divide por 7, cada 7 pulsos de entrada tenemos el reset y un pulso de salida.
Lo mismo ocurre con las demás posiciones de la llave.
Con una alimentación de 10 V la frecuencia máxima de funcionamiento es de 5 MH2; sin embargo, el límite práctico de funcionamiento de este circuito está alrededor de 3 MHz.
En el circuito, las puertas Cl-3a y CI-3b aíslan la salida del reset y proporcionan un pulso "reforzado" para la salida.
P1 da acceso a la salida B, que es la de intensidad variable, mientras que la salida A es compatible con CMOS.
En la figura 1 damos algunos circuitos que permiten el interfaz tanto de entrada y salida en el caso de tecnologías diferentes: TTL para CMOS y viceversa.
El integrado CI-1, un 7812, proporciona una tensión regulada de salida de 12 V bajo corriente de hasta 1 A, lo que permite la alimentación de más circuitos.
Este integrado deberá estar dotado de un radiador de calor.
Un segundo integrado, conectado como se muestra en la figura 2, puede añadirse para permitir también la alimentación de elementos TTL.
Este integrado también deberá montarse en radiador de calor y la corriente máxima disponible es de 1A.
El LED rojo sirve de monitor para el funcionamiento del circuito.
En la figura 3 damos el diagrama completo del divisor de frecuencias.
MONTAJE
El montaje deberá realizarse en placa de circuito impreso, la cual será instalada en una caja apropiada.
. En la figura 4 damos una sugerencia para esa placa.
El transformador, el potenciómetro y la llave selectora son elementos que se deben fijar en la caja, así como el indicador LED que quedará en el panel.
Para los integrados sugerimos el uso de sockets DIL. Los resistores son de 1/8 W y los capacitores con tensiones de 16 o 25 V. El capacitor C3 puede ser cerámico o de poliéster.
Para las entradas se deben utilizar jack P2 y cables blindados o puentes con tornillos.
La llave selectora (S2) debe ser de 1 polo x 9 posiciones del tipo rotativo. Si se utiliza una llave de más posiciones, los excedentes se pueden dejar libres.
El transformador tiene devanado primario de acuerdo con la red local y secundaria de 12 +12 V o 15 +15 V x 1 A.
PRUEBA Y USO
Para probar la unidad usted puede utilizar un oscilador de baja frecuencia con un 555, como muestra la figura 5.
Este oscilador producirá impulsos de excitación que se pueden monitorear a través de un LED en serie con un resistor conectado a la salida del circuito divisor.
De acuerdo con el número elegido para la división en S2 tendremos la razón entre los intermitentes de los dos LED (LED 1 y 2).
Así, si la división es por 5, cada 5 pulsos del LED1 tendremos 1 pulso del LED2, que pueden ser perfectamente "conferidos" visualmente ajustando el potenciómetro del oscilador a una velocidad lenta, algo así como 1 a 2 Hz.
Comprobado el funcionamiento es sólo utilizar, recordando los niveles de excitación y salida:
Para excitación: amplitud mínima 10 V - señal rectangular;
Para salida: amplitud en A - 10 a 12 V, y en B - ajustable entre 0 y 10 / 12V.
Para operar con otras formas de onda en la entrada será necesario añadir un circuito disparador (trigger) apropiado.
CI-1 - 7812 - circuito integrado regulador de tensión
CI-2 - CD4017 - circuito integrado CMOS
CI-3 - CD4001 - circuito integrado CMOS
LED - LED rojo común
D1, D2 - 1N4002 o equivalente diodos rectificadores de silicio
F1 - 500 mA - fusible
S1 - interruptor simple
S2 - llave rotativa de 1 polo x 9 posiciones
P1 - 10 k - potenciómetro lineal
R1 - 1k5 - resistor (marrón, verde, rojo)
R2, R3 - 22 k - resistor (rojo, rojo, naranja)
C1 - 1 000 uF - capacitor electrolítico
C2 ~ 47 uF – capacitor electrolítico
C3 - 100 nF – capacitor de cerámica o de poliéster
T1 - transformador con primario de y acuerdo con la red local y secundaria de 12 + 12 V o 15 + 15 V y 1A de corriente
Varios: placa de circuito impreso, caja para montaje knobs para la llave y P1, soporte para fusible, radiador de calor para CI-1, jack o barras de, terminales de tornillo para entrada y salida, cable de alimentación, hilos, soldadura, etc..