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Simple Conversor Analógico Digital (ART079S)

El circuito que presentamos convierte tensiones en frecuencias, es una banda que va desde, aproximadamente, 800Hz, en ausencia de serial, hasta 4kHz con excitación total. Podemos utilizarlo en innumerables proyectos que comprendan la excitación de circuitos digitales a partir de señales analógicas, además de otros que se mencionarán.

Un conversor analógico-digital es, básicamente, un circuito que transforma variaciones de magnitud que no varía paso a paso sino en forma lineal, en una magnitud que varia por pasos, en cantidades discretas, por consiguiente como la frecuencia.

Hay diversas posibilidades de uso para un circuito de este tipo.

Podemos usarlo en la entrada de contadores digitales como excitador en proyectos de termómetros, fotómetros, voltímetros, amperímetros, etc., donde las magnitudes que varían linealmente deben transformarse en señales digitales.

La banda de operación del circuito en cuestión es restringida, pero eso no significa que no tenga aplicaciones prácticas posibles que el lector pueda aprovechar.

Otra aplicación interesante de este circuito es la de indicador auditivo de tensiones, corrientes u otras magnitudes, para los deficientes visuales.

Magnitudes como tensiones, resistencias, corrientes, pueden convertirse en sonido mediante un pequeño amplificador conectado a un altoparlante.

La base del circuito es un transistor uni juntura y su banda de tensiones de operación va de 9 a 15 volts.

 

Cómo funciona

EI transistor unijuntura funciona como un oscilador de relajación en el que la frecuencia de operación está dada por la constante de tiempo RC del circuito en el emisor.

EI resistor del emisor (R) está formado por R1 y un transistor.

EI capacitor es fijo, de modo que la frecuencia va a depender básicamente de la resistencia que presenta el transistor.

En la saturación, la resistencia es prácticamente nula, quedando sólo R1 en el circuito y entonces la “frecuencia es máxima, alrededor de 4KHz.

La existencia de R3 hace que la respuesta del circuito sea más o menos lineal, como muestra el gráfico de la figura 1.

 

Figura 1
Figura 1

 

El resistor de entrada (R4) determina la sensibilidad del circuito, pudiendo tener valores entre 10 k a 10 M Ω.

El resistor será de 10k para tensiones de entrada hasta 10 Vy de 1M Ω para tensiones hasta 100 V.

Para tensiones mayores, el resistor se aumenta en forma proporcional hasta 1.000V.

El circuito puede funcionar también con señales alternantes; en este caso hay que agregar un diodo, y se debe tener presente que entonces la respuesta será en función de la tensión RMS.

Vea que en este caso tendremos variaciones de la frecuencia de salida en función de la tensión de entrada, no ocurriendo nada con la frecuencia de entrada.

 

Montaje

En la figura 2 tenemos el circuito completo del conversor.

 

Figura 2
Figura 2

 

 

Damos en la figura 3 un ejemplo de la placa del circuito impreso.

 

Figura 3
Figura 3

 

Como en muchas aplicaciones el circuito formará parte de proyectos más complejos, probablemente formará parte de una configuración única en términos de diseño de placa.

El transistor Q1 es un BC548 o equivalente; el Q2 debe ser obligatoriamente un 2N2646.

El consumo de corriente de! circuito es bastante bajo, de modo que no será preciso super-dimensionar la fuente para la alimentación.

En la figura 4 damos una sugerencia de la etapa de audio en el caso de un conversor tensión-sonido para quienes tienen deficiencias visuales.

 

Figura 4
Figura 4

 

El transistor BD135 debe tener un pequeño disipador de calor, y la tensión, en este caso, debe ser de unos 9 volts.

El altoparlante es común, de 8 Ω x 5 ó 10 cm.

Si se deseara una banda de frecuencia diferente, puede cambiarse el valor del capacitor C1 en una banda amplia.

EI valor mínimo aconsejado es 47 nF y el máximo 2,2 µF.

Para 47 nF de valor mínimo, la banda de frecuencia estará entre 1.600 Hz y 8 KHz.

Para la excitación de circuitos lógicos TTL puede ser necesario el empleo de una etapa adicional cuyo diagrama se sugiere en la figura 5.

 

Figura 5
Figura 5

 

 

Prueba y Uso

Para la prueba puede usarse un amplificador simple que se conectará en su salida.

La señal de audio debe oírse con claridad en función de la tensión de entrada. Para aplicar tensiones en la banda de 0 a 10 volts, cuando el resistor R4 debe ser de 100k, podemos emplear un divisor de tensión como se muestra en la figura 6.

 

Figura 6
Figura 6

 

Para usar el conversor es preciso tener en cuenta que los pulsos de salida son bastante agudos. En las aplicaciones digitales, como ya dijimos, puede necesitarse un excitador.

 

Q1 - BC548 ó equivalente - transistor NPN de uso general

Q2 - 2N2646 - transistor unijuntura

R1 - 2K2 x 1/8 W - resistor (roja, rojo, rojo)

R2 – 560 R x 1/8 W- resistor (verde, azul, marrón)

R3 - 1M x 1/8 W – resistor (marrón, negro, verde)

R4 - ver texto (10K a 1M, según la tensión de entrada)

R5 – 100 R x 1/8 W - resistor (marrón, negro, marrón)

C1 - 100 nF (104) – capacitor cerámico

Varios: placa de circuito impreso, alambres, soldadura, etc.

 

 

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