Saber Electronica 027

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ORGANO PROFESIONAL MIOS SISTEMA DE IGNICION MULTIMETRO ANALOGICO T.V, SATELITAL I PARA TElUONO DIVISOR PROGRAMABlE DE FRECUENCIA · lUZ EN DOS NIVElES

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  • ORGANO PROFESIONAL MIOS SISTEMA DE IGNICION

    MULTIMETRO ANALOGICO

    T.V, SATELITAL

    I PARA TElUONO

    DIVISOR PROGRAMABlE DE FRECUENCIA

    lUZ EN DOS NIVElES

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    TABLAS El ESPECTRO DE RADIO ARCHIVO SABErt ELECTRONICA

    VLF - VERY LOW FREQUENCY (Frecuencia Muy Baja) 20 kHz a 30 kHz 20.000 a 30.000 metros

    LF - LOW FREQUENCY (Frecuencia Baja) 30 kHz a 300 kHz 10.000 a 1.000 metros

    MF - MEDIUM FREQUENCY (Frecuencia Media) 300 kHz a 3 MHz 1.000 a 100 metros

    HF- HIGH FREQUENCY (Alta Frecuencia) ~ MHz a 30 MHz 100 a 10 metros

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    N co Z

    ARCHIVO CODIGOS CODIGO RADIOTELEFONICO SABER

    ELECTRONICA

    10.1 Recibiendo pobremente 10.20 Dnde est usted? Yo es-10.2 - Sellal buena "'Y .. . 10.3 - Parar do transmitir 10.21 - Uame ... por tollono 10.4 - OK - afinnativo 10.22 - Reprtose en persona a ... 10.5 - Repase esle monsaje 10.23 - Espere 10.6- Ocupado, espere 10.24 - Termin? Yo termin. 10.7 - Dejando el aire 10.25 - Tuve contacto con ... ? 10.8 - Volviendo al airo y esperando 10.30 - No est de acuordo con las 10.9 - Repita el mensaje reglas y reglamentos 10.10 - Transmisin completa. en es- 10.33 - Trfico de emergencia para pe,. esta estacin. 10.11 - Hable lentamente 10.13- Informe condiciooes de tiem-pa y trfico 10.18 - Complete en cuanto sea pos" .e 10.19 - Retome a la base

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    M co Z

    INTEGRADOS TIL.7442

    Decodificador BCD para Salida deci-mal - Este integrado acepta entradas codilicadas en BCD (1-2-4-8) Y pro-vee una salida en nivelO para el n-mero correspondiente. Las salidas pueden drenar 16 mA. Para corrien-tes mayores, usar el 7445. Para usar como decodificador "1 de S" (octal), basta l:xmer a tierra el pio 12.

    Tiempo de propagacin 17ns Corriente por unidad 2SmA

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    ARCHIVO SABER ELECTRONICA

  • TABLAS EL ESPECTRO DE RADIO ARCHIVO SABER ELECTRONICA

    VHF - VERY HIGH FREOUENCY (Frecuencia Muy Alta) 30 MHz a 300 MHz 10 a 1 metro

    UHF- ULTRA HIGH FREOUENCY (Frecuencia Ultra Alta) 300 a 3.000 MHz 100a1OCm.

    SHF - SUPER HIGH FREQUENCY (Frecuencia Super Alta) 3.000 a 30.000 MHz 10alcm.

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    ARCHIVO CODIGOS CODIGO RADIOTELEFONICO SABER

    ELECTRONICA

    10.36- Hora correcta 10.41 - Sintonice eanal. .. para prueba, operacin o servicio de emergoncia 10.42 - Fuera de sef\licio 10.54 - Accidente 10.55 - Remolque o traclOr necesario 10.56 - Ambulancia necesaria 10.60 - Cul es el prximo nCimero do monsaje 10.62 - Incapaz de copiar. Use CW 10.66 - Cancelado 10.82 - Reserve cuarto para ... 10.84 - Cul es su telfono? 10.89 - Necesita de reparador 10.90 - Tcnico llegar a su estacin .. 10.93 - Verifique la frecuencia 10.95 - Prueba sin modulacin 10.99 - Incapaz de recibir sus sei'iales

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    INTEG RADOS TIL7445

    Decodificador BCD para salida deci-mal - Este integrado acepta entradas codificadas en BCD (1 -2-4-8) Y proveo e una salida en nivelO para el nmero correspondiente. l as salidas puede n drenar 80 mA, con tensiones hasta 30V. La tensin del integrado, sin em-bargo, debe ser de 5V. Para usar como decodificador. 1 de 8 (octal), basta poner a tierra el pin 12.

    Tildmpo de propagacin Corriente por unidad

    45 ns 43 mA

    ARCHIVO SABER ELECTRONICA

  • SR/lER

    SECCIONES FIJAS Fichas 1 Del editor allcctor 4 Noticias 10 Libros 47 Seccin del lector 77 Arcn 78

    ARTICULO DE TAP ..... \... Orgaoo profesional M lOS 5

    AYUDA AL PRINCIPIANTE Comentarios sobre la familia l6gica TIL 14

    COlVl:O FUNCIONA Sistema de ignicin 18

    lVI:ONTAJES Duminaci6n muy ecooomica 22 AIanna de aproximacin 26 Captador/amplificador paro telfono 28 Divisor programable de frecuencia 32

    TECNICA GENERAL Filtros activos con operacionales 36

    INSTRUlVI:ENTACION Multmctro analgico 41

    COlVl:UNICACIONES Tclcvisin satclital (Nota N~) 52

    TALLER Pequeftas reparaciones en radios transislorizadas (IV IWIC) 56

    AUDIO Sonorizacin ambiental 59 Multiacoplador 62

    RADIOARlVI:ADOR Transmisi6n de FM Strco 64 Conociendo componentes: " Demodulador de FM" 66

    RADIO CONTROL Filros Re 67

    CURSO Leccin 27 -Los diodos en la prctica 70

    lVI:ONTAJES DIDACTICOS luz en dos niveles 76

    N27

  • DEL EDITOR AL LECTOR

    en, amigos de SABER ELECTRONICA, estamos reunidos una vez ms para leer las novedades y artculos interesantes de nues-

    tra revista predilecta. La tonnenta pas. Ahora viene el buen tiempo. El retraso en la publicacin del mes anterior fue debido al momento crtico que a-travesaba nuestro pas. Simplemente no exista la cantidad necesaria de papel para imprimir nlies"a SABER ELECTRONICA, Queremos, tambin, resaltar un hecho completamente indito en estos terribles meses pasados: Las ventas de SABER ELECI'RONICA aumentaron! Esta es una prueba cabal de que cuando hay que economizar dinero para adquirir una publicacin, el lector elije con ms cuidado y compra solamente la que juzga merecer esa inversin. Ninguna otra publicacin en el pas nment sus ventas. A-gradecemos a nuestros lectores porque eso nos da fuerza para hacer conocer los ar-ticulas de argentinos en otros pases. SABER ELECTRONICA es la revista tcnica mensual ms vendida en Amrica Latina. Nuestros lectores formaron clubes de electrnica por todo el interior y se comuni-can entre s y con los clubes de Brasil y Uruguay. En breve, esperamos noticias de Chile. La familia de nuestros lectores, por consiguiente, es la ms numerosa dentro del gremio. La repercusin de los artculos sobre TV Satelital, escritos p:>r el Ing.1'1ndez Guern, fue muy buena. Le hacemos llegar, por lo tanto, las felicitaciones recib-das de nuestros lectores y la de la propia editorial. El xito de esos artculos hP,:0 que volcramos nuestros esfuerzos hacia ese rea de tanta trascendencia en la era

    actual. La seccin de libros vuelve despus de las vacaciones del columnista, y lo hace con las novedades propias del libro comentado este mes. Las "Noticias y Novedades" se van acrecentando para informarles sobre todo el a-contecer electrnico internacional. Nos dirigimos, cada vez con ms fuerza, hacia la revista ideal, completa, llena de imormes y circuitos que nos den placer en leer y hacer, No un catlogo de avisos! Hasta el prximo nmero con ms novedades y un fuerte abrazo a todos.

    Prof. Elia Somaschini

    UIH ELECTRONICl NI 17 AGOSTO 1111

    Editorial 'OUARK

    ,. , Corr.apond.ncl.: Rivadavla 2431 Entrada 4 - Piso 1 - 01. 3

    , Capital (1~) TE. 47-7298

    S A B E R ELECTRONICA

    Editor R"pon .. bl.: Bemardo J . S. Rusc,uellas

    Di ... ctor ncnico: Prol. Elio Somaschinl

    J.,. d. R'Oaccln: Claudio Vel()$o

    Admln(.tracln: A. C. May

    COLABORADORES:

    Olagramacl6n y Armado: Bocca.rdo & Asociados

    Traduccl6n: Ma. Hilda Ouintero!

    Fotografla: Clevelart

    Corr.apond.ncla: Pablo M. [)odaro

    Publicidad: NOAOVlltARRAZO PRODUCCIONES

    792-7063

    OISTRIBUCION CAPITAL: Mateo Canoollaro e Hijo

    Echeverrfa 2469 _ 50 C - Cap.

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    551-6511

    SABER ELECTRON1CA es una publ icacin mensual de Editorial QUARK, editora propia-tana de los derechos en cas tellano.

    Editor Inllrnaclonal: Helio Finipaldi

    Dlr.ctor Hcnlco Int.rnaclonal: Newton C, Braga

    Copyright by Editora Sa~r Ltda., Br .. it D.r.cho d. Autor: R N!l1508

    Imp .... 16n: Mariano Mas ,Buenos Aires. Argentina

    la editorial no se IlSpOnsabiliu por el contenido de In i I'l0l115 flR!ladas. Todo!! los pl'O.JC1OS o marcas q.8 se meno ' clMan son los el8dOS de pmW yn servicio allac1of, y 00 entranan responSlbllidl(j de oo.Slra perte. Esti prol1bida la ~ total o parcitl del mat,n.1 conllnido In esta rhista, as{ tomO IIlndIstrializaci6n ylo eomercialilacin de Ds IpIIIItos o iIiMs qJI aparteen en los mencionados tex-los. ~jo pena de sanciones legales, salve mediante tuIOri-zacin por ewJ:o de la Ediorill.

  • A R I e u L o D E I A P A

    ORGANO PROFESIONAL

    La elaboracin de un rgano electrnico de desempeo compatible con las exigencias de un instrumentista profesional sio puede hacerse basndose en integrados dedicados a este fin.

    Partiendo, entonces, de un Integrado que se puede hallar con cierta facilidad, pues es la base de muchos circuitos comerciales, damos un Interesante proyecto de rgano polifnico, de 61 notas

    (5 octavas), de excelente precisin y calidad de sonido.

    Por Vilson Bueno de Camargo

    o son pocos los lectores que nos que puede trabajarsc para agregarle recursos escribieron buscando un rgano c- que poseen rganos ms elaborados. lectronico que tuviera un desernpe- La alimentacin del circuito se har con 110 semejante a los comerciales y tcnsion de 12V, que tanto puede venir de u-que usara componentes que se pu\ na fuente como de una batera. Dependiendo dieran hallar en nuestro mercado. . de la versin, dejaremos en abierto el sector De hecho. la publicacin de un de amplificacin de audio, lo que significa

    proyecto tal encontr muchos obstculos, que. en funcin de la aplicacin, podemos JXl! ejemplo los propios componentes bsi- hasta tener el uso mvil, con alimentacin a ros que, por ser importados, no siempre se pilas. Hasta el mismo amplificador de su pueden adquirir con facilidad. As, si enlu- sistcma de sonido puede aprovecharse, con gar de intentar usar circuitos integrados de- una potencia bastante alta y ptima calidad meados cspecialmentc, pasamos a integra- de sonido. dos comunes, el proyecto crece en costo y tamao, \'olvindose completamente irreali- Caractersticas zable. Partiendo de un integrado conocido en el Cir

  • M10S UN ORGANO PROFESIONAL

    Fl cirtuilo

    El corazn del rgano es el circuito integra-do especial MOS MIOS, que es responsable por la produccin de 61 nous musicales a partir de un dock de 1 .OOO12M~I z. Necesi tanda de pocos componentes externos, este integrado permite la elaboracin de instru-mentos musicales de forma fcil. Una carnc-terstica interesante de este integrado es la JX)Sibilidad de tencr solo y acompanamicn-too En la figura 1 tenemos la unificacin de los pns del integrado, que se obtiene en cu-biena DlL de 40 pins, y en la figu ra 2 su diagrama en bloques. la disposicin de los elementos en este in-tegrado nos da las siguientes caracterfsticas bsicas: - Necesidad de un nico interruptor por te-cla para las 61 toclas en matriz de 12)( 6. - Bajo tiempo de barrido: 576 m. - Permite que se presionen todas las teclas simultneamente. - Dos disposiciones de teclado: 61 teclas (solo) 24+37 (acompanamientotsolo), con la posibilidad de acordes automticos en la

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    seccin de acompaamiento. - Un chip ms para la sincronizacin a tra-\'s de'la entrada de rescl. - Salidas analgicas separadas para solo, a-companallliento y bajo con valor med io constante . - Circuitos de ~debouncc~ internos. - Sostenido para las 111timas teclas en solo, acompananUenlO y bajo . - Eleccin del modo de operacin de la sec-cin de aeompal\amiento: a) Manual, con o sin memorizacin de las teclas seleccionadas (acordes libres con bajo alternado). b) Automtico, con o sin memorizacin de la tecla seleccionada (prioridad para la iz-quierda para los acordes automticos yarpe-gios bajos). - Posibilidad de eleccin mltiple de acor-des en el modo automtico: a) Tercera mayor o menor b) Con o sin sptima. Baja disipacin de potencia: 9 600 mW. -Fuente de alimenllci6n patrn: + 12V : 5%. Entradas protegidas contra dCSCarg3s elcc-trocstticas.

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    I 1 G!~O!eoo

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  • , M:'\:imos absolutos

    -Thnsin de alimentacin: .0,3 a +20V -Thnsj6n de entrada: -0,3 a 20V -Corriente de salida en cualquier pin: 3mA -Tempe:atura de operacin: O a 7('1C

    Podemos entonces describir el integrado. te-niendo en cuenta sus caractersticas. Para las entradas de clock posee dos pins, siendo uno para la matriz de barrido y ~ otro para el T.O.S. incorporado. Por la conexin de los dos pins, a un mismo clock de 1,00012 MHz. las Ires octavas generadas son 16. 8 Y 4. Tenemos tambin seis entradas para las barras de octava (teclado y control de barri-do). Las tres entradas de mulliplex sirven para encaminarldirigir la seleccin de bajos. Es tas entradas normalmente vienen de la sali-da de una memoria externa. Las ocho salidas de sella! son divididas por secciones: tres para el solo, cuatro para el a-rompallamiento y una par. el bajo. Tcne~ todava 12 salidas para el barrido matricial. Las cinco salidas para control de los circui-tos de accesorios ("cnvelope") son: KPS informa que una tecla de la seccin de solo est presionada TDS - informa que una tecla de la seccin de solo fue liberada KPA informa que una [Cela de la seccin de acompallamiento esL presionada NPA - muestra dos tonos presentes en las salidas de aeompanamiento TDB - infonna que una tecla del bajo (pe-dal) fue liberada. La duracin de los pulsos de disparo es de aprolimadamen.1e 9 ms. La entrada de Teset sirve para sincronizar u no o ms disposilivos. La accin de resct, proporcionada por un circuito externo, viene del Powcr on Reset" (activo en HI) y su duracin debe ser de por lo meoos 0,5 ms. F.J pin de prueba debe ser conectado al Vdd durante la operacin. Para la alimentacin tenemos dos pins adi eionales . En la labla de abajo tenemos la organizacin de la matriz. Las caractersticas esLticas del M108 sOIl las siguientes: Senales de entrada Tensin de entrada HI: 4 a 18V Corriente de ruga de cntr.lda: 10l'rJ\.

    SABER ELECTRONICA N1127

    MIOS UN ORGANO PROFESIONAL

    -Salidas de Sc1\ales Lgicos Resistencia de salida en relacin a Vss: 3OOW(tip.) Resistencia de salida en relacin a Vdd: IlW (tip.) Tensin de salida lll: Vdd - 0,4 a Vdd Tensin de salida LO: Vss + 0,2 a Vss + O.4V -Disipacin Corriente de alimentacin: 30mA (tip.) Vdd: 12V Vss: OV

    El circuito

    Son necesarios pocos componentes externos al MI08 para obtener un rgano bsico, pe-ro que facilmente puede ampliarse con la a dicin de diversos efectos. El clock consiste en un oscilador de efecto alrededor de dos inversores del integrado 4!k9. El trimpot pcnnite que se ajuste la

    '" ~" 11 12 n

    frecuencia en 1,COOI2MHz de modo de ha-cer la afwcin. Con un operacional, de los dos elistentes en un 1458, realizamos el circuito de vibrato que acUla directamente sobre el clock. Se trata de un oscilador de baja frecuencia que mooula en frecuencia la nola ejecutada. De bcIOOs observar la diferencia entre el vibra to, que es la modulacin de la senal en fre-cuencia, y el trmolo, que es la modulaci6n en amplituC:. La profurxlidad del vibralO se ajusta en un potencimetro de lOOk (P2) Y la frecuencia o velocidad tambin se ajusta en otro poten-cimetro de lOOk (P3). Para obtener el timbre, que caracteriza c16r-gano. tenemos un circuito de fonnacin de onda que puedc hacerse oon integrados sim pIes, tales como el 741, dobles como el 1458, o bien como el LM324. Tomaooo las selIales divididas por 16, 8 Y 4, Y pasndolas por filtros Re. obtenemos una

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    CVl R TEXTOl

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    SALIDAS ENTRADA DE LA BARRA DE OCTAVAS DE MATRIZ 81 82 83 84 BS B6

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    ". Al Al A3 A' AS -m A1# A2I A3# A,* A5# -- B2 83 84 8S F12 Bl -. Cl es la primer lecla Ile 1/1 ;:,q/lienla)' C6, la ltima tic la derecha.

    7

  • MIOS UN ORGANO PROFESIONAL

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    esT~cIOOC ... TO U~f1l'l'Tf l'\II.A.o CADA OCTAVA

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    t-. la corriente media puede ser doblada, lo que nos lleva a una carga mxima de 2A. El !raIlSformador debe tener bobinado pri-mario de 1106 220V, o bien para las dos tensiones, en caso que se prentenda un uso mvil internacional. El secundario dc 12 a 24V debe elegirse de acuerdo con las caractersticas del circuito amplificador.

    Ar1ll3dn y uso /

    La afinacin puede hacerse tanto de odo como de una manera ms precisa, con la a-yuda de un frccucncmctro. Para eso, debe-mos conectar el frecucncfmetro en la salida del 4069 usado como clock (pins 40(39 del MIOS) y ajusta! ellrimpot para que se lea u-na frecuencia de 1,OOO12MHz. Observe que, para lener precisin, el frccucnc{metro debe ser de por lo menos 6 dgitos. Una vez ajuslado el clock, no hay necesidad de ningna otra afinacin, pues automtica-

    SABER ELECTR ONICA NI 27

  • .mtnle, todas las otras notas estarn en sus frecuencias absolutamente correctas, garan-tizadas por la divisi6n digital interna del in-tegrado. Para una afinacion de odo basta to-mar elLA de 440Hz como referencia. y una vez conseguido el tono ideal en el ajuste del bimpo, lambin las dems l10IaS estaIn ro-rrectas. Despus slo queda tQCar. , Como se trata de un 6rgano polif6nico, se pueden presionar todas las teclas simultneo am
  • AYU DA AL PRI NC IP IANTE

    COMENTARIOS SOBRE LA FAMILIA LOGICA TTL

    Casi todos los circuitos integrados digitales pueden ser encuadradas en grupos o familias lgicas. Cada uno de estos agrupamientos est fundamentado en cierto tipo particular de

    circuito (circuito del elemento lgico) que se emplea constantemente para todos los circuitos integrados de esa familia lgica, o sea, para todos los operadores lgicos fundamentales o

    bsicos, tales como los inversores, puertas lgicas, AND, NOR, etc.

    E n1re los elementos constituyentes de una misma familia lgica existe compatibilidad entre ellos; esto c-quivale a decir que sus niveles lgicos son los mismos, operan con una misma tensin de alimentacin, presentan impedancias de entradas y de salida tambi~n compatibles entre s, eLe. Adems de esl0 cada familia oonlicnc cir-cuitos especiales auxiliares que permiten la conexin entre elementos de diferentes fa-milias. Estos circuitos funcionan como una especia de compatibilizadorcs. Adems de los operadores fu ndamentales cada familia presenta otros tipos de circuilos, a saber: -multivibradorcs monocstables -.disparadores de Schmiu -contadores -codificadores y decodificadores -mullip1cxadores y demultiplexadores -comparadores de mngnitud -memorias, y un puado ms de circuitos diversos de aplicaciones especiales. 1...1 importancia de una familia lgica est ntimamente relacionada con la cantidad de circuitos nuxiliares que ofrece n los proyec-tistas y viceversa; cuanto ms se la usa, ms el fabricante ofrece facilidades. ~ entre las familias lgicas, las ri'ls im-portantes son las siguientes: . 14

    Por Aquilino R. Leal

    .&1;;;::22 211l'1\,_

    RTL - lgica resisLor-transistor lITL - lgica de alto nivel de entrada D1L -lgica diodo-transistor ECL - lgica de acoplamiento por emisor CMOS - lgica de metal-xido-semicon-ductor con transistores complementarios TIL - lgica transistor-transistor Tampoco se puede ignorar la tecnologa MOS que participa en la constitucin de circuitos especiales. tales como memorias eleelrnieas, microprocesadores y otros que compJcmentan la funcin de los operadores fund amentales, Oip-flops (biestables) y de-rivados. Por este motivo los circuitos inte-grados de la tecnologa MOS no se inclu-yen en una familia lgica especfica y s como productos de la elevada escala de in-tegracin (LSI). Cada familia lgica es proyectada para apli-caciones especficas y cada una presenta sus ventajas y su dcventajas. Como el cir-cuito bsico es diferente en cada familia, las mismas poseen caractersticas operacio-nales totalmente di rerentes unas de otras; estas caractersticas establecen el campo de aplicac in de una familia en particular. De hecho, en una computadora de mediano a gran Ulmao los circuitos deben funcionar velozmente, para lo cual se exige una fami-lia lgica cuyos operadores pasen de un cs-

    tado lgico a otro le. ms rapidamentc posi-ble. Por otro lado, si un dispositivo cual-q~icra tiene que operar durante Jargos perl-O(Ios de tiempo, al imentado a travs de pOas, el lactor ms importante a ser consi-derado se rcficre al consumo, y la eleccin deber recaer en la familia lgica de bajo consumo. De entre las principales caractersticas de los circuitos integrados lgicos, indepen-dientemente de la familia a la que pertene-cen, estn las que se enumeran a cominua-cin.

    Velocidad y retnrdo de propngacin

    El atraso.cll la respuesta de un circuito es u-na medida de la rapidez con que un elemen-to lgico (puerta lgica o fl ip-flop) cambia el estado de salida mediante un eSLmulo de entrada. La velocidad es un parmetro de-pendiente del retardo de propagacin, que mide la frecuencia con que un operador de la familia puede conmutar sin cometer erro-res. El retardo se mide en nanosegundos (ns) y la velocidad en megahcrtz (MHz).

    Potencia de dis ipacin

    Mide la cncrgfa~ consumida por cada gate

    SABER ELECTRON1CA N2 27

  • (mW). La suma de las potencias de los ele-mentos de un circuito competo establece el consumo total que fija la potencia de ali-mentacin y la refrigeracin necesaria.

    "Fan-out" y "Fan-in"

    Es un valor numrico que indica la carga que puede conectarse a la salida de un ope-mdor lgico de una Camilia. A decir verdad, el Can-out (cargabilidad de saliqa) establece la cantidad de elementos lgicos, bsicos ck: la misma familia. que pueden colgarse-a la salida de ese elemento lgico sin que se vean afectados los niveles lgicos que ca-racterizan los estados cero (O) y uno~ (1). El fan.ir,'(cargabilidad de entrada) esta-blece, a priori. una ciena x>tcncia patrn, tomada como unitaria para una familia dada de circuitos lgicos. La potencia exigida por cooa entrada cs, entonces, representada por cierto nlimero (entero o fraccionario) que representa en cuantas veces la potencia de ese operador excede la unidad to~da COIOO patrn para esa especfica familia1-gica. Si, por ejemplo, esa unidad patrn "" asociada a la po~ncia de O.8mW (u-nidid de cargabilidad para esa familia lgi-ca), una dada entrada que exija la potencia de I,2mW tendr un fanin igual a 1,5 (adi-mensional), ya que O,8mW x 1,5 = l,2mW. EsIO equivale a decir que una salida cuya cargabilidad es 9 (fan -out igual a 9) podr "atacar" hasta 6 de esas entradas, ya que 9'1~ =6.

    Inmunidad al ruido

    Mide la cantidad de ruido que puede sobre ponerse a una senallgica, aplicada a un e-lemento lgico, sin que ste conmute inco-rrecta.1lCnte, o sea, la cantidad de ruido que ~ace que, a pesar de todo, el operador lgi co contine interpretando el mismo nivel lgico de entrada, La inmunidad al ruido se especifica en milivolLS (mV) y en algunos casos, envolls (V). La durac in con que o-curre el ruido es de primordial importancia, ya que un ruido de amplitud superior al m1 ximo pennitido, pero de corta duracin, no provocar la conmutacin incorrecta del o 'pcrdor debido a su corta duracin. El ruido se suma a las tensiones de entrada que establecen los niveles lgicos, las cua-

    SABER ElECTRONICA NI 27

    COMENTARIOS SOBRE LA FAMILIA LOGICA TTL

    les no son rgidas; asf, el estado lgico cero (O), en lgica positiva, acostumbra estar comprendido entre av y a,8V (alimenta-cin de +5V), mientras que para el cstado uno (1) son usuales los valores de 2,5V a 5V, esto para los circuitos integrados de tec-oologfa TIL. Por lo tanto, interesa que los mrgenes de los estados lgicos sean am-plios, alimentando as la inmunidad a1 rui-do. De esto surge la expresin "margen de rui-do" que corresponde a la mayor variacin que admite la entrada de un elemento lgi-co sin que haya cambio del estado lgioo de su salid3, Aunque los p:trrnelros que anteceden sean preponderantes en la evaluacin de la ope

    racionalidad de un ej. (circuito integrado), existen otros parmetros tambin muy im-portantes que deben ser considerados, tales como las caractersticas de transferencia de entrada y salida, la posible compatibilidad con otras familias lgicas, temperatura de operacin, tipo de cubierta, precio, disponi-bilidad en el mercado. cantidad de fabrican tes, etc. Olra caracterstica a tener en consideracin se refiera a los niveles lgicos O y 1, que se pueden seleccionar segn el tipo de lgica que se utilice. Con la lgica positiva el ni vel lgico 1 corresponde .. la tensin ms positiva, en la lgica negativa el nivel 1 es-t asociaoo al valor de tensin mAs negati-vo.

    r-_ ____ 91i:Fig:t'~-~!m-_____ ----,

    r-------.---------t-----~v~

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    nEMA

    19 1NOR

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  • COMENTARIOS SOBRE LA FAMILIA LOGICA TTL

    r--------'~iW'2--------___, , --f'--'---,, -+ VCC

    La eleccin de una familia lgica tambin se funda en la constante ampliacin y mo dernizacin que ofrece el fabricante en esa lnea, adems de la literatura tcnica ofreci-da. En la eleccin tambi~n se tienen en con-sideracin los PrOOllCtos auxiliares ofreci-dos como apoyo de esa familia, de entre los cuales podemos citar: memorias. converso-res anlogo-digitales (conversores A/D), circuitos reguladores para la fuente de ali mentacin y un sinrnero de productos de "interface" (circuitos compatibilizadorcs). lasta el momento no existe una familia que rena lo mejor de las caractersticas arriba mencionadas. Existen, s, familias lgiras que son aconsejables en algunas de las apli-caciones y deseables en otras, porque, nor-malmente. la propia naturaleza de los cir-cuitos electrnicos es incapaz de conciliar dos o ms caractersticas sin perjudicar las dems. Un ejemplo de.eslO es euando la velocidad

    16

    TIERRA

    se consigue a expensas de un mayor consu-mo (potencia). Como consecuencia, los fabricantes, asu-men un compromiso entre las caractersti-cas operacionales dc los componentes (o e-lementos) fabricados por ellos. Con todo, como ya dijimos, cada familia presenta al-gunas caractersticas p'redominantes y tien-de a usarse en aplicaciones donde estas ca-ractersticas son las ms importantes. Dentro de un mismo grupo, o~ familia, exis-ten subfamilias que presentan alguna (o al gunas) caracterstica especial . Es el caso, x>r ejemplo, de la familia TTI., indudable mente la ms usada en la actualidad, donde se crearon algunos grupos especiales, tales como la lTL de baja potencia, o la TIL de alta velocidad.

    La familia TTL

    Dentro de esas subfamilias de la familia

    TIL, euyos productos ofrecen la mayora de los fabricantes de circuitos integrados, tenemos: -TIL estndard -TIL de baja potencia o bajo consumo -TIL de alta velocidad -TIL SchoUky -TIL Schottky de baja potencia En la figura 1 se prcsenta el circuito bsico TIL estndard correspondiente a las puer-tas NAND y NOR, de dos entradas. Los circuitos funcionan con tensin de alimen tacin simple (+5V :!: 5%) siendo perfecta-mente compalibles con los circuitos de o-tras subfamilias 1TL, as como con los de la familia DTL. Esta subfamilia presenta un retardo tpico de 10 os, temperatura de operacin entre (JI y 7(1 C;cargabilidad de salida igual a 10, margen de ruido en ambos estados de 400mV, potencia de disipacin de IOmW por puerta lgica y una frecuencia de 35MHz para los flipflops. Esta subfamilia corresponde a la serie SN 54n4 de Texas, siendo la ms conocida mundialmente. La "Low Po""r TIL" (ITL de baja pown-ciaYpresenta circuitos con la misma estnlC-turiJIsica que los de la cstndard, figura l . con excepcin del diodo DI, de la clsica configuracin "Totem polc", que en esta subfamilia se suprime. Adems de esto el valor rcsistivo de las resistencias es sustan-cialmente mayor que en el primer caso, proporcionando como resultado corrientes de menor valor y, en consecuencia, consu-mo menor. Presenta un retardo de propagacin tpico de 33 ns, consumo de puerta de aproxima-damente lmW y una frecuencia mxima de 3MHz de funcionamiento para los flipf1ops. Su uso es destinado a aplicaciones de bajo consumo y mnima disipacin. La figura 2 muestra el circuito de una puer-ta lgica NANO ITL de alta velocidad (HTTL), donde el agregado de un transistor (Ql), formando la clsica configuracin Darlington, aumenta la velocidad con que se puede interrumpir la comente a travs de Q4, que, juntamente con la reduccin del valor de las resistencias, acenta an ms la velocidad de conmutacin de Q4 dc un cs-tado lgico a otro. Los principales parmetros de esta familia son: retardo de propagacin por puena de 6

    SABER ELECTRONICA Ni 27

  • ns, consumo de 22mW por puerta (mucho mayor que el de las anteriores) y frecuencia de operacin de 50Mllz para los OipOops. El circuito TrL Schottky es, relativamente, uno de los ms modernos desarrollos reali-zados para la obtencin de altas velocida-des. aunque en detrimento del consumo. Este circuito es el ms rpido de las subra-milias TIL, acercndose a la velocidad de la familia lgica ECL (lgica a modo de co-rriente). El circuiLO de una pu~na NANO, de dos entradas, de esta familia aparece en la figura 3, en la cual se percibe la presen-cia de diodos ScholLky que se caracterizan xlr su rapidez, ya que no almacenan cargas y san fncilmcntc implementables. El circuito es similar al TTL de alta veloci-dad (figura 2), pero la base de cada transis-tor est interconectada al respectivo colcc-tor a trav de un diodo SchOtlky como muestra la figura 3. El diodo funciona como una especie de 'colador" de corrientc cuando el transistor queda activado, evitando tambi6n la sa~racin del transistor; la ausencia de carga~ almaccnada reduce el tiempo de conmuta'cin y aumenta la velocidad del circuito, La subfamilia SchotLky tiene una propaga-cin tipica de 3ns, consumo de 19mW y u-na frecuencia mxima de fl ipflop de 12SMHz. La figura 4 muestra el circuiLO de un NANO de dos entradas de esa subfami-la en realidad es la cuarta parle del circuito integrado 74.500. El circuito bsico lTL SchotLky de baja po-tencia (LSTIL) es de concepcin ms re-ciente y con el mismo se intenta llegar a un compromiso entre velocidad y potencia consumida, siendo entonces su circu ito si-mi[ar al de la figura 4. donde el valor resis-tivode Rl, R2 Y R3 es sustancialmente ma, yor a fin de reducir la corriente, tambin el circuito de emrada est mod ifi cado: el tran-sislOr multiemisor es sustituido por un cir-cuito equivalente DTL (ver figura 5).E[ tiempo de propagacin es de 9.5l\s y tiene un consumo por puerta lgica de apenas 2mW, con una frecuencia mxima de nip-flop de 4Sl\!l1z. Para facilitar la compara-cin entre las lTCS principales caractersticas dejas cinco subfalllijlias TTL, damos el cuadro que sigue, que proporciona tales da-tos cn conformidad con lo anteriormente cstablecido,

    SABER ELECTRONICA NQ 27

    SERIE

    54/74 54L/74L 54H/74H 545/745

    54LS/74LS

    COMENTARIOS SOBRE LA FAMILIA LOmCA TTL

    Fr:q~"-_ _ ___ __ -

    r---.,-----1---"~<

    "

    ,"

    PUERTAS LOGICAS

    TIERRA

    "

    ~<

    FLlP-FLOPS

    TIEMPO DE POTENCIA

    FRECUENCIA PROPAGACION MAXIMA

    lOns 10mW 35MHz 33n5 lmW 3MHz

    6ns 22mW 50MHz 3ns 19mW 125MHz

    9.5ns 2mW 45MHz

    17

  • C o M O fUNCIONA

    EL SISTEMA DE IGNICION ( 1 a. pa.rte)

    Durante bastante tiempo la parte elctrica del automvil permaneci inmutable, mientras la parte mecnica evolucion bastante, Sin embargo, en los ltimos aos, la parte elctrica

    tambin viene evolucionando velozmente, con la aparicin de nuevas tcnicas que llevan a los vehculos a elevados grados de refinamiento y confiabilidad, Dentro de los progresos podemos

    citar la ignicin o encendido electrnico, la inyeccin electrnica, los controles de temperatura, arranque en fro y muchos otros que, adems de mejorar el desempeo del vehculo, tambin

    garantizan mayor economa de combustible y durabilidad para sus piezas,

    El sistema de encendido, por la im-portancia que tiene en el funciona-miento del motor, es uno de los que ms llaman la atencin. Analizamos el fun

    '8

    LLAVE DE ENCENDIDO

    eoulPO DE ENCENOIOO CONVENCIONAl. PARA MOTORES DE . CI.INOROS. COHEXJONES DE sus ELEMENTOS

    cionamicnto de los diversos sistemas que se encuentran actualmente en los vch(cu!os. Para que la mezcla combusLiblc + aire se queme en el interior del cilindro del auto-

    Fig.I .

    8 UJI"-S

    mvil, produciendo as la fuerza mcclnica que 10 mueve, es preciso un punto de pm1i-da. Este punLO de partida es una chispa que

    -inflama la mezcla, y que es producida por u-

    "

    OISTRIBUI~ DE ENCENDIDO

    SABER ElECTRON1CA N~ 27

  • lonf, .s. OOI'tlac
  • EL SISTEMA DE IGNIelON

    PLATINOS

    PLATINOS ABIERTOS ("'0 HAY IfIIOUCCION)

    CA~PO EN

    t EXPANSKJN

    =jc i 1,

    PLATINOS CERRADOS ".o\V INOUCCION)

    PLATINOS PE~~ANECEN CERRADOS NO HAY INDUCClON)

    PLATINOS ABIERTOS !HAY lNOUCCiON)

    El bobinado secundario, por otro lado, oon-siste en millares de vuellas de un alambre muy fmo, ya que ahora tendremos un rgi-men de alta tensin y baja corriente. En el funcionamiento, cuando por un breve instante circula una corriente por el prima-rio, se crea un fuerte campo magntico en el ncleo de metal ferroso donde est arrollada la bobina. Este campo tiene sus lneas de fuerza en expansin, lo que ocasiona una in-duccin de alta tensin en el secundario que est arrollado en el mismo ncleo. En un t"ansfonnador, como muestra la figu-

    20

    r----------- ,::.:~:~;,,------ ----- --, TENSION(V)

    t-I 1---CORRIENTE (A

    1 __ -,.-_--, ,

    +--h=f----i:ti--', INSTANTE EN QUE lOS PLATINOS SE ABREN

    INSTANTE EN QUE LOS PLATINOS SE CIERRAN

    1 _ TIEMPO PARA CONTRACCIONO ElIPANSION DEL CAMPO

    1_ CORRIENTE MAlCIMA EN LA 8081NA V _ TENSION APLICAOA

    ENEROIA RELATIVA OE U, CHISPA (' /,1

    >O

    2000 40QO 6000 ... '~

    ra 3. la tensin que obtenemos en el s':Cun-dario depende de la relaci6n de espiras entr los dos bobinados. Esto significa que. si en el secundario tu\'iromos 50.(XX) vueltas de alambre y en el primario 100 vueltas (una rclacin de 500 a 1), y si aplicamos 12 volt, tendremos en la salida 12 x 500 = 6000 volt, lo que es suficiente para producir una buena chispa. Por otro lado, la corriente quedar reducida cn la misma proporci6n, de modo que el producto tensi6n x corriente, que de-termina la potencia, se mantiene constante. Algo imxlrIantc de recordar sobre el funcio-!lilmiCnlO de un transfonnador, como la bo-bina dc encendido, es que slo puede fun-cionar con variaciones de corriente, lo que significa que la corriente de una batera, que es continua, no es apropiada para este dispo-sitivo. Para que la corriente resulte modificada y para que el uansformador slo entre en fun-cionamiento en los instantes en que precisa-mos de la ehispa, C!llla en accin el platino. que no es ms que un contacto elctrico controlado por la propia rotaci6n del motor. En un uansformador, slo ocurre la induc-

    '" . EXCENffilCO

    cin de tensi6n en el secundario por Jos bre-ves instantes en que la corriente se establece o se desconecta en el primario. Cuando la corriente se establece. la variacin de su in-tensidad de cero hasta el m:1ximo es respon-sable por la aparicin de lneas de fuerza de un eampo magntico que se expande. Este campo corta las espiras del bobinado secun-dario, provocando la induccin de la aH,l. tensin. Una Vel que las llneas se estabilizan en la posicin de mximo, deja de ocurrir la in-duciin y no tendremos ms alta tensi6n en el bobinado secundario. Cuando la corriente se desconecta, nuevamente tendremos in-ducci6n, pues las lneas del campo magnti-co van a contraerse hasta cero, cortando nuevamente las espiras del bobinado secun-dario (figura 4). Vea enlOnces que c.I proceso de induccin de alta tensin para las chispas en las bujas es un proceso dinmico que exige la interrup-cin y el establecimiento de la corriente en momentos precisos. Para un motor de 4 tiempos, y de 4 cilin-dros. como el de un auto .comn, a cada

    SABER ELECTRONICA N~ 27

  • vuella del eje deben producirse 4 chispas en posiciones bien determinadas de cada pis-In, para que haya un funcionamiento oo m:
  • MON T A JE S

    ILUMINACION MUY ECONOMICA Tiene nios en su casa que no gustan de dormir totalmente a oscuras? Le gusta dejar

    iluminada alguna zona de su casa o jardin toda la noche? Precisa una luz suave permanente en un pasillo o local? Si as es, probablemente su mayor preocupacin es el costo elevado

    de este hbito, Le proponemos un recurso electrnico que permite obtener una pequea intensidad de luz de lmparas fluorescentes, con un bajsimo consumo de energa.

    Y para ms ahorro ... puede usar incluso tubos viejos y gastados!

    Por Newton C. Braga

    I ~ mo hacer que una lmpara nllores-cenle encienda con pcquei\a inlcnsi l. dad Y as gastar "casi nada" de cnerg-U a?

    a los leclores y que puede lener much.1S ~pliClciones en el hogar o el [rJbajo. Al conseguir enceooer lmpar:lS fluorescentes, a partir de la red local, sin arrancadores ni reac-tores, obtenemos un interesante recurso Wa dccor3Cill o para mantener con luz slla\'c~-

    Es un problcm,\ que decidimos estudiar hasla hall:u una solucin simple que ilhora ofrecemos

    , Ig:-RW

    REACTAHCIA r'-' - RE ACTOR

    " ------,-'" " : " ........

    G

    1---RW REDUCTOR

    DUPUCAOOR , l'flIPUC"DOR

    1---

    22

    ~ >-

    , lAl.IPARA

    L

    bicnles tales como corredores. cumos de dor-mir, y otros lugares que no queremos que que-den totalmente a oscuras, pero que scra costoso iluminar durnntc muchas horas con los medios comunes, y para mayor inleres de la solucin ec0n6mica hallada, no slo se logra un bajo consumo de e-nerga (de 1% a 5% de una lmpara comn), si-no tambi6n ahorramos en el material USlOO, Los componentes, adems de baratos, pueden ser incluso aprovechados de la "basura": la lmpara fluorescente no necesita ser nueva, Lmparas ya consideradas "gastadas", por no encender en condiciones normales, pueden ser usadas per-fectamente con este circuito electrnico, Su montaje sencillo pennite su realiz.'\ci6n has-ta a los menos experimentados.

    El circuito

    Las lmparas Otlorcscentes comunes precisan una tensi6n algo elevada, nonnalmente del or-den de 300V, para poder encenderse, Esta ten-sin elevada se consigue a travs del reactor y del sistema de arranque, como muestra la figura l. Una vez accionada, o sea, ionizado el gas en el interior de la lmpara, la misma se mantiene encendida con (ensiones ms bajas, como la que proporciona la red local de 220V IIOY, )' por eso se desconectan automticamente los e-lementos en cuestin. Con el tiempo, el gas en el interior de la lmpa-ra pierde sus propiedades elctricas, precisando tensiones ms elevadas para ionizarse.

    SABER ELECTRONICA NQ 27

  • En este caso. la lmpara queda "parpadCJJx!o" y se niega a encender, pues el sistema de arr.m-
  • ILUMlNACION MUY ECONOMICA

    r - ------------ ,t&Wi:Fig.4 . 1----------------, . .. -

    " " '" "

  • ILUMINACION MUY ECONOMICA

    , --_ ____________ "--- ---- --Fig.7 ", .. """-------------,

    terClbjoen uno de los alambres de este cable. Completado el monlajc, revise todas las cenc-riooes y principalmente la posicin de los dio-ros ante! de c.~pcrimcntar el aparato.

    rrueba~' uso

    Para probar el aparato basta conectlrlo al en-eMe y accionar 51. La lmpara debe encen-derse inmediatamente con brillo reducido. Si d lector quisiern alterar cl brillo de la ImpJ-r.l basta disminuil R4 dentro de los Imi tcs que )'3 indicamos. Si la lmpara se negara a encen-der, el problema puede estar en ella misma, que

    SABER ELECTRONICA Ni 27

    Fig.S

    rcahncnlc se encuentra arruinada. Las 15mp."tr.lS de I S\V a 40W aunque dcbilitadls deben fun-cioo:lr nonnalmcntc. Si su versin fuera con duplicaoor en II red de

    ALA RED 110\1

    . _------~

    110V, y la Icnsin de la red estuviera baja pue-de haber problcJmIS de encendido. E.'l;perimenlc el circuito en 220V O bien con lriplicaoor.

    25

  • MONTAJtS

    ALARMA DE APROXIMACION Las cargas estticas de su cuerpo, por menores que sean, pueden ser detectadas a distancia por esta sensible alarma. La simple aproximacin de su mano o de un cuerpo cargado es suficiente para dispararla con la emisin de un fuerte sonido por el parlante. El circuito est alimentado

    totalmente por pilas, y sirve pues como interesante detector porttil.

    El corazn del circuito es un sensible transistor de efecto de campo, cuya co-rriente principal pocdc ser afectada por la carga esttica de cuerpos prximos. Esle Ir:IJlsiSlor acciona tomO un amplificador ope-rac ional que dispara un oscilador de audio. Son diveft3s las posibilidades prcticas de U)(l pa-ra cs\e circuito, como por ejemplo en demostracio-nes, como alama para objetos de arte o incluso en alarmas hegarenas, con pequcl\.as modificaciones. En verdad, la idea bsica puede serv' como punto de partidl para muchos otros proyectos. TOllo de pende de la irnaginacill}' la capacidad del mont:!o d~.

    Cmo funciona

    Como )'11 destacamos, el funcionamiento de eSlc si>tem;l est cen/ralizado en un transistor de efeclo de campo. En la figura 1 tenemos la estructura simplificada en corte de este componente. Como podemos ver, existe un trozo de material se-miconductor principal en que se conectan los ter-minales de fuente (sour~s) y drenaje (draind=d). La corriente debe fluir normalmente de la fuente

    JUNTURA ,'1 CANAL , \+- IJI\

    1\ "'>Al'""'" r 26

    Por Newton C. Braga

    hacia el drenaje a no SN' por la 3CciII o..: un tercer elemento que es la l'OIllpuctta (gatc=g). Con la compuerta despolarizada. la corriente pue-de flu ir paS3lldo por Wl ~estrcchamiento" o canal. El ancho del canal puede ser modifiCldo por la a-plicocill de tensiones en la compuerta Podemos entonces. "ensanchar" o "estrechar" d canal dejando pasar ms o menos corriente por el can:ll. lo que nos lleva a Wl dispositivo con c~pJd dad de ampli ficaci6n. '*.:1 que ninguna corriente circula por la compuerta porque la resistencia entre este clemento y el c:lIlal e5 extremadamente clcv:l(ll. L1 eonlpllCrta est practicanv:nte aislada dd C31U1. lo que Mereneia complcumcnlc a este dispos~h'o de los imnsisto-res comunes bipolares. As. micn!ras que en Wl transistor comll es b ro-

    '(1'1501'1

    " ." " ,

    ,

    ", el' ,

    " " '" '" ." ,.) VE. TU.TO

    rriente de base la que controla la corriente entre colector y emisor, en este componente e-s la ten-sin de COrnptK'rta la que cOIltrol3 la cOlT icntc en tre drenaje y rOOltc. Esa diferencia hace que ten-gamos un dispositivo de elcvadsima impedaneia de entrada y, por lo tanlo, ClpaZ ~ pt.."'Tcibir mni mas cargas estticas. En verdad, el disposi tivo es extremadamente sen sible al punto de romJ"'C1 el aislamiento entre la compuerta y el sustrato, si una Icnsi6n muy alta a-partee en ese punto. &! nuestro circuito Jo que hacemos es conectar u-na "antena" plxa scnsom a la compuerta, !.k mo-do que la corriente entre el drcroje y la fuente pue. da ser eontrobd3 por IJ presencia de cargas estticas pr~in13s. Si Wl3 pcrsOI\3, que comicne siempre alglll13S car-

    SABER ELECTRONICA NQ 27

  • Fig.J

    s, ---=--->-+

    FigA , '\

    gas acumuladas, se acerca al sensor, ocurre l~ in-duccin..re una pequeila tensin elcltica que es sufICimte para alletar la corriente cOIIlrolada. El resultado es que esta tensin puede ser fuertemen-te ampli~cada por el operacional, y con eslo poner en fWICionamien!o un simple oscilador de audio. Una modi ficacifl de este circuito sera cambiar el oscilador por una Clapa amplificadora con rel. \\:a en el circuilo que el sistema opera como Wl disparador, en que slo tenemos la tensin que ac-ciona el oscilador cuando la misma sobrepasa el valor del diodo zener, tpicamente de 2,7 yolt. B ajuste de PI pennite llevar el circuito 3. su m-xima sensibilidad en ftmcin de las cargas ambien-tales. La frecuencia del sonido emitido depcndy basicamenle de R6 Y de C2, que pueden ser allera dos CIlIlll3. amplia gama de valores.

    SABER ELECTRONICA Ng 27

    TELA

    ~Iont~je

    En la figura 2 tenemos el diagrama esquemtico del aparalo. Enla figura 3 tenemos UnJ sugerencia

  • MONIA JE S

    CAPTADOR/AMPLIFICADOR PARA TELEFONO

    Apenas dos integrados como componentes activos le harn escuchar, en un parlante, la conversacin que se desarrolla entre dos personas en un aparato telefnico. Adems es un

    circuito simple y de costo relativamente reducido.

    La revista SABER ELEORO/l:"TCA ya ha brindado a sus leclores varios montajes interesantes lomando como base ellelfono ('Candado electrnico para el telfono" en el N~ 5, Y "Contestador electrni co" en el N~ 11 ). La electrnica nos ofrece una serie de facilidades que anos atrs no existan, abriendo de esa forma nuevas fronleras para brindar ms comoclidadcs al usuario. La idea del circuito aqu propuesto no es nue-va, pero su concex:ill es relativamente mo-derna, ya que se usan circuitos integrados en su est ructura elctrica. razn por la cual el costo ck:1 aparato propue:;to se reduce sustancialmen-te, presema facilidad :ic montaje, confLabiMad, y sobre locIo, durabi lidad. El aparnlo, acoplado inductivamente a la lnea telefnica, pcnnilc al usuario, y a todos los que lo rodean, escuchar la VOl del que habla al otro lado de la lnea sin necesidad de colocarse la dpsula de recepcin del auricular junto al o-do. pues el sonido original de la ~rsona que habla ser producido en un parlante de dimen-siones moderadas. El volumen del sonido reproducido puede ser ajustado a las necesidades de cada uoo en par-ticular. y as ser cvitooo el agrupamiento de personas interesadas en oir la COJl\'ersacifl al rededor del que habla Tanto para el hogar. como sobre todo para hombres de negocios. el aparato propuesto prestar relevantes servicios. principalmente para la oficina donde, oonnillmcnte, se toman decisioocs comerciales oon la aprobacin de

    28

    Por Aquilino R. Leal

    ~ _ _ _______ ------- =Xl' ig; ~T'c' _________ ---,

    FUENTE DE ALI~ENTACION

    .\.: ..",

    PARLANTE

    ~-----"'I CABLE ce c:

  • CAPTADOR AMPLIFICADOR PARA TELEFONO

    tercooedaralgo r.n la red telefnica

    " ,,...,

    En caso ~e se instalara el captador en las pro-ximidarXs del parlante de una radio. tambifn seria posible transmitir un programa a otro :milo (relOOlo) sin necesidad de cu;J.quicr 00-rtXioo cm el mtema fuente. 'i Seguramerte las aplicaciones no tcnnitl4l1l:\ Iplf, Los lectores ingeniosos pueden elabor;tr sus propias inspiraciones. Lo importante. aho-ra, es mootar el arrullo y veri ficar su perfecto fumamienlo, y as adquirir un poro ms de a:rocimierios le6ricoslprcticos tan necesarics en ruestros das!

    ........

    El circuito

    FJ. aparato se compone esencialmente de un captador magntico ("'chupete"), de un pream plificador de ganancia elevada, y un amplirlCa-dor de potencia. tambin en \'Clsill integrada, cuya salida excita un parlante de dimensiones relativamente reducidas. y claro, una fuente de alimentacill (figum 1) . . El captador, como su nombre sugiere. capta el campo magretioo desarrollado en las CCrt:las de la fuente sonora, transformndolo en nh'eJes de tensin en concordancia cm las variaciones

    ~--~----------l-'FigA

    SABER ELECTRONtCA N' 27

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    " IllO .. ' ~

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    " To.OOI .. r

    del campo. El elemento de captacin bsica mente es una bobina de baja impcd'lllcia dota-da de una ventosa destinada a asegurar el con-junto en una superficie lisa (figura 2), que se eonoce populannente como "chupete". Ocurre que las sedales el~etricas desarrolladas por el captador son de intensidad insu ficiente para "alacar" la cnlr.1da de un amplificador de potencia, por ese motivo tenemos que recorrer una etapa de preamplificacioo. para obtcrv::r un nh'el de tensin compatible con el exigido por el ampli ficador, en el caso un integrado capaz de propon:ionar """ de 2,W RMS en un par-lante, o a una asociacin de parlantes, de impe-dancia no inferior a 2 ohm. Si bien en reposo el consumo del circuito es re-lativamente bajo (en nuestro prototipo medi-mos el valor de 13 mA con 12 \'011 de a1imen lacin), es necesario proporcionar una fuente de alimentacin relativamente ~forlachona" ra-paz de proporcionar la debida corriente soliei-lada por la etapa de amplificacin (llegamos a medir valores de pico por vuella de 300 mA/12V).'Dcbido a esto ro aconsejamos el uw de un banco de pilas. cuya duracin scrfrcdu-cida, principalmente si se da todo el volumen al aparat~ Felizmente el circuito no es critico en cuanto al valor de la tensin de alimentaci6n iY puede funcionar bial. con Olalquier valor enlre 7,5 VCC y 20 VCC! Por una ruestifl de facilid.1d

    .. l .... O .,

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    1

    29

  • CAPTADOR/AMPLIFICADOR PARA TELEFONO

    y de eslandarizacin, resolvimos adoptar el va lor nominal de 12 voll, oblaOOs a partir de un circuito a1imenlado a trnv~ de la cncrgfa de la red elctrica domiciliaria Tal circullo aparece en la figura 3. siendo uno de los ms simples: adems la rectificacifl de la tensin de C.A. presente en el serundario del transfonnador es de lipo onda completa. El fil-trado queda a cargo del elcclrOlfliro el, ca biendo a C2 establecer un camino de baja im pedancia para las seales de alta frecucocia Fl conjunto Rl D3 tiene por fimlidad indicar al usuario que el aparato est conectado; esta in-dicacii6n \'isual est provista por la emisin de IUl por parte del diodo cicctroluminisccnte (LEO) D3. Por lo dems la fucnle no presenta ninguna novedad y su funcionamiento ya ha si do descripto innumerables veces en publicacio-nes similares, razn por la que scr.1 omitida de . este ""bajo. El diagrama esquemtico del amplificador tele-fnico se encuentra en la figura 4. donde. a propsito, se omiti el circuito de la fuente de a1imerxacin Las sci\alcs elctricas de entrada son aplirndas capacilivamcnlc a la mrada inversora de Cll que. con los componentes asociados. se consti luye en la etapa prearnplificadora Ql)'a ganan cia. a priori, es establecida por el resistor de re alimentacin R3. Cuanto mayor sea su resistencia. tanto mayor ser la ganancia en tCl1sin establecida por la et.1pa

    Fig.5

    "

    , tI. I

    , .

    jerce una finalidad semejante en la etapa de preamplificacifl. Como dijimos. el circuilo propuesto es capaz de entregar unos 2W de 'salida a lodo volumen, potencia sta ms que su ficienle para nuestro propsito. En caso que ha)'a interes en usar un grabador, deberemos slo usar la elapa de prcamplilica cin, "Iomaodo~ la sc\al enlre el extremo dere cho de C3 y lierra. tal como muestra la ligura 5.

    El montaje

    No describiremos el montaje ocl circuito pro puesto, sino que rela/aremos los proccdimicn

    ..

    "

    I 1 """ ~~RAB~

    Observamos que el] no es alimentado dirce U1mcnte a trav~s de la fuente BI y se a tra\'~s de Rl. esto con miras a minimizar el ruido presen te en la lnea de alimcntaciin que seria ampli fic.'\do por esta etapa de elevada gaooncia. Cl Prf)\'CC un fillrndo adicional.

    r--------~Fi g.7 "':":.-. -------.....,

    L1 sci\al de entrada, uhora amplificada a nive les razonables. es aplicada capacitivarnente al potencimetro de \'olumen PI, que. a tra"fs del terminal de su cursor selecciona una muestra, en amplitud. de esa seal, aplicndola a la tIl tracia no inversora del CI (circuito integrado) amplificador de potencia. Cabe a la red R5 -C6. figura 4, ejercer la funcin de un fLllro pa. sabajos, eliminando, de esta forma, las armni cas y componentes de al ta frtOJcncia de la sc-i\aI a ser amplificada. A travs del electroltico CS, las seales elc tricas de salida del CI-2 soo U"adas ~ parlan le M'E. que las transformara en ondas sonoras. El electroltico C1 tiene por fmalidad desaco plar una etapa intema a CI2, miclllru C4, e

    30 SABER ElECTRONlCA WI 27

  • )

    tos que seguimos al realizar el montaje de oocstro prototipo experimental o sea, el circui-to mostrado en la figura 4. La razn de cstr,sc debe al hecho que hemos usado. como fuCItc de alimentacin, un eliminj}(jor de pilas para 12 voIt a 500 m disponible entre nuestros "reza-gos", Esto no impide que la fuente: de alimentacin sea incorporada al propio circuito pero prcsta.'l-00 :ieocill al hecho que cl transfonnador, fi gu~ 3, debe q'cdar Jo ms alejado posible de la dapa del. preamplificador, evitando as la in-_ de zumbidos desagradaWe< nro punto a ser considerado es el dimensiona-miento de la caja a ser usada para alojar el cir-cuito, pues es la principal responsable del la-mailo mximo de la placa de ciJcuito impreso a alilizar corr:o base de sustentacin mecnica para los componentes. Tambil con relacin a la caja, observamos que, debido a la elevada ganancia del circuito, para e"ilar iJcrfercncias externas es necesario el uso de ca!a blindada (metlica). En la figura 6 \'emos, cnlamill10 natural, el di bujo dcl lado cobreado de la plaqueta empIca-da. la distribucin de los componentes sobre la cara no cobreada de la p!3q\lcta obedece el cs-quema expueslo en la figur3 7. l'licialmente soldaremos el par de zcalos en los respecti\'os lugares. Enseguida, soldamos los resistorcs, lOmando

    SABER ELECTRONICA NI 27

    CAPTADOR! AMPLIFICADOR PARA TELEFONO

    cui(L,oo de 110 confundir los valores. El siguiente paso es la soldadura de los capaci-tores; p.1ra los electrolfliros se debe obedecer SU polarid.1d, conforme lo iooiCldo en la chapa Ahora, con cable blilXbio, interconectamos el potencimclro a la plaqlcta. Dc5lUs, conecta-mos los cables de alimentacin (color rojo para el positivo)' negro para el negativo). Para la cntrnda usamos tambitn cable blindado y un conector. En m conexin del parl;o,e.:~~~~~:, ~"~ilN'n;: ddli~':~~:C-

    g :L.::~;::;~~j~;180 de ildO'rw!;": Rl, R5 - 111% R2 -/, R3 R1.' 8) ,//8W, e R6 'Ok,1(8W, 1.Q%\ 7:t, PI ,'polidmelro !ogarflmico\UJOk con llave (QPiiiYaj ,

    C4, e5 -220nl't2;V - ,/ec/ro/uieos C2 -0, /2 ni' "tehielo .' C3 -0,33 ni' -"hielo C6 O,OO{nH.: cermica, miC(I;lIC. 'C7 -/(jijjflI(6V< ,/" troJ/lie. ,':, PTE. -pJ,ilnJe de 4,u 8 ohm;"SW

    i!\p'llo, zcalos o" J'''O'la para efpoen-

    I :~;:::fi~~;f*i;~~ telefnico ,(pltupeu), , entr([email protected] caja metalka. cables ": ,'alam'bres: so}dadia-: elc. },

    31

  • MONTAJES

    DMSOR PROGRAMABLE DE FRECUENCIA

    Es un aparato de utilidad para todos los que realizan proyectos de electrnica digital: un divisor de frecuencia que puede ser programado para hacer divisiones de 1 a 9 y que posee salidas de

    nivel ajustable y fijo. La frecuencia mxima de operacin del circuito es de 3 MHz y con interfaceamiento apropiado podemos excitar circuitos TTL o eMOS. Una expansin del proyecto

    original permite la realizacin de divisiones por nmeros mayores.

    f

    ~ u se puede hacer con un divisor programable de frecuencia en un laller de proyectos digitales? Una aplicacin posible es la disminucin de la velocidad de procesos para que puedan ser monitoreados o controlados con ma-yor facilidad . Otra posibilidad consiste en la obtencin de seales de osciladores de precisin fijos par:!. la excitacin de circuitos TIL o eMOS en frecuencias

    ms bajaS' ,cr/'':SV'''F ig.1 '

    +11\1

    32

    Por Newton C. Braga

    alterando as su capacidad de operacin. El divisor que presentamos, conjugado a otros equ ipos puede ser de gr:m utilidad en un banco de trabajo de electrnica di-gital. El circui to posee dos salidas: una de se-al con intensidad fija para excitacin de otros circuitos CMOS, y otra con seal de intensidad ajustable entre O y el nivel de tensin proporcionado por un CMOS alimentado por 12V, que sirve pan exci-tacin de otros tipos de equipos , como por ejemplo pruebas de audio, calibra-cin de osci loscopios, cte. La fuente de alimentacin de 12V x lA puede ser usada para alimentar circuitos de prueba extcmos, lo que significa ma-yor utilidad para el nparato.

    El circuito

    La base del circuito es un integrado 4017 que consiste en un contador divisor por lO con salidas de 1 a 10. La aplicacin bsica de este integrndo es la divisin por JO de una frecuencia o la provisin de pulsos secuenciales, pero si cancelamos a una detenninada salida la entrada de reset (pin 15) podemos fadl

    mente alterar el ciclo de opcrncin del in-tegrado. As, si la llave S2 del ap3rato estuviera en J.a posicin que corresponde a la cuar ta s'ilida (dividido por 4), en el cuarto pulso de entrada el nivel del pin 10 va a 1, reseteando el integrado, produciendo un pulso de salida y al mismo tiempo ini-ciando un nuevo ciclo. En esta posicin, el circuito "cuenta hasta 4 ~, lo que quiere

    '9 >--1-'-l~':~'~'J'L.--+ 1t... ! ....!,!.;,,!.Y't;;;:;-r-m

    cada 4 pulsos de entrada tcnemos siem-pre 1 de salida. En la posicin que divide por 7, a cada 7 pulsos de entrada tenemos el Tesel y UI1 pulso de salida. l o mismo ocurre con las dems posiciones de la llave.

    SABER ELECTRONICA N2 27

  • " 12 +1 2Y .. " " " ' 101 400 2 ~

    "' I l N. OO~

    1101 UOV

    " l H r~.O.l. " 1 '" " , ; ,

    SABER ELECTRONICA N~ 27

    .. C l .2 4 011

    ~ ,

    DIVISOR PROGRAMABLE DE FRECUENCIA

    " "

    Con una alimentacin de OV la frecucn-cia mxima de operacin es de 51'lI-lz; sin embargo, el lmite pr[ctico de opera-cin de este circuito est por debajo; al-rededor de 3MHz. En el circuito, las pucrtas CI-3a y CI-3b aislan la salida del rese! y proporcionan un pulso "reforzado" para la salida. PI da acceso a la salida E, que es la de intensidad variable, mientras que la sali-da A es compatible 0,105 . En la figura 1 damos algunos circuitos que penniten el interfaceamiento tanto de la entrada como salida en el caso de tec-nologas diferentes: TTL para 0,'10S y viceversa. El integrado ([-1, un 7812, proporciona una tensin regulada de salida de 12V bajo corriente de hasta lA , lo que pcnni-te la alimentacin de ms circuitos. Este integrado deber ser dotado de 1m radia-dor de calor. Un segundo integrado, conectado como muestra la figura 2, puede ser agregado para pennitir tambin la alimentaci6n de elementos TIL. Este integrado tambin deber ser montado en disipador de calor y la corriente mx ima di.sponible es d~ l A. El leu rojo sirve d~ monitor para el fUIl-cionamiento del circuito. En la figura 3 damos el diagrama com-pleto del divisor de frecuencias.

    ~ Io lll ajc

    El montaje deber hacerse en pl:lCJ de circu ito impreso, la cual ser instalada en una caja apropiada. En la figura 4 damos un:t sugerencia p~ra esa placa. El transformador, el potencimetro y la llave selectora son elementos que deben ser fi jados en la caja, as como el 1ed in-dicador c:.!'.~ quedar en el panel. Para los i"ntegrados sugerimos la utiliza-cin de zcalos DIL. Los resistores son de 1/8 W y los capacitares electrolticos tienen tensiones de trabajo de 25V (e l ) y 16V(C2). El capacitor C3 puede ser cer:-mico o de polister. Para las entradas y salidas lUCe usar co-

    33

  • DMSOR PROGRAMABLE DE FRECUENCIA

    neclores tipo A35 con cables blindados o bien puentes de tenninales con tornillos: La llave selectora (S2) debe ser de 1 polo x. 9 posiciones del tipo rotativo. Si se usa una llave de ms posiciones, las exceden-tes se pueden dejar libres. El transfonnador tiene bobinado primario de. acuerdo con la red local y secundario de 12+J2V 15+15V x lA.

    Prueba y uso

    Para probar la unidad puede usar un osci-lador de baja frecuencia con un 555, co-mo muestra la figura 5. Este oscilador producir pulsos de exci-tacin que podrn ser monitorizados a travs de un led en serie con un resistor conectado a la salida del cireuilO divisor. De acuerno con el nmero elegido para la divisin en 52 tendremos la razn en-tre los guios de los dos leds (Ied 1 y 2). As, si la divisin fuera por S, a cada 5 pu lsos del ed 1 tendremos 1 pulso del 100 2, que pueden ser perfectamente "ca-librados" visualmente ajustando el poten-

    r - ----------

    , ~tK , -. -,

    , " - , ~:::

    z~!I: "

    ci6metro del osci lador para una veloci dad lenta, algo as como 1 a 2 Hz. Comprobado el fu ncionamiento basta s6-lo uti lizarlo, recordando los niveles de excitacin y salidas: Para excitacin: ampl itud mnima lOV -

    guIador de lcnsiilI . CI-2 - CD4017 circuito integrado CAlOS CJ-3 _ rrl4(lnJ

    o IIO / U OV

    seal rectangular -Pura salida: ampl itud en A . 10 a 12V, y en D ajustable entre O )' I0/12V. Para operar con otras fonnas de onda en la entrada ser preciso agregar un circui-tO disparador (trigger) apropiado.

    n + I'lV , tN rllAOA

    " SA~ . G ~, ... / ov ~~'"

    , " . , DIVIS OIt

    I!

    AMIGO LECTOR: SI.recta un pedido d.llbros o componentes diversos, le rogamos eceptar de

    antemano, que nosotros despachamos todo por correo, y. que lo. distintos e.presos estn muy dl.t.ntes de nuestras oncin .. y no disponemos de tiempo

    para cumplir con lo. pedidos de quienes exigen especialmente usar un determinado medio de transporte. para el despacho de.u mercaderla.

    34 SABER ELECTRONICA Ni 27

  • T E e N e A GE N E RAL

    FILTROS ACTIVOS CON OPERACIONALES

    Los amplificadores operacionales pueden ser usados en una infinidad de proyectos, des tacndose los de filtros ac tivos, que adquieren caractersticas propias que difcilmente se pueden conseguir con otras bases. En especial, los amplificadores operacionales con transistores de efecto de campo en la enlrada se prestan a la elaboraci6n

    de innumerables tipos de filtros que encuentran aplicaciones en audio, instrumentacin. Instrumentos musicales, etc. En este articulo destacamos algunos tipos de filtros con operacionales, con su teora bsica y algunos circuitos prcticos. Las jnformaciones para la elaboraci6n de este artculo provienen de manuales de

    fabricantes, como Texas Instruments, ademb de otras fuentes que se citarn al final del artculo.

    u es un I1I tro? Partiendo de eSla pregunta creemos estar atendien-do a una gran cantidad de leeto res, principalmente los estudian-teS, que necesitan una base ms

    Ilnne para entender bien el asunto. Podemos emorlCes defi nir un fil lro como un circuito capaz de comportarse de manera se lectiva ante sei'lalcs de determinadas freo cuendas. Los filltOS pueden ser pasa-bajos, p~saa llos , o pasabandas. segn dejen pasar ]:s sei'lales de frecuencias bajas, frecuencias altas, .~ ce una banda determinada, segn sugiefe el nombre. Las "respuestas" de estos muos representadas grficamente son mos \fadas en la figur.! 1. Vea que en (a), por ejemplo, tenemos en fiI lro pasabajos en que todas las SCllales por debajo de Ull.1 determinada frecuencia, de nominilda "de corte" , pasan sin sufrir ate nuacin, mientras quc las dems son atenua-das en un grado que va a depender de la accin del circuito. Los fil tros bsicos estn fo nnados salamen \.; por componentes pasivos, tales como re-sis\ores, capacitares e inductores, de modo que las scl\ales pasan sin sufrir ningn llpo dI! amplificacin. Esto significa que los fi1-IIOS de este tipo atenan las SCllales de las . 3G

    Por Newton C. Braga

    r ' 1 -' 1);: " ,

    \ ." ' 00 11"1 1 ,

    " ' 00 CAl FILTRO P.-.5ASA.JOS .. , ----L ." 00 , (kM , ) ,

    " ' 00 CS) f ILTRO PASA-ALTOS .. , 7\ ." - 00

    t (kHI) , " '" (e) FILTRO " ASA-SANOA

    frecuencias que no corresponden a aquella banda que deben dejar pasar; ~tos se deno-minan ~ ril lrOs pasivos~ . En la figura 2 tene-mos algunos ejemplos de rillrOs de esle tipo. La atenuacin, incluso de la seal que debe-

    ra pasar sin sufrirla, hace que los mlros de eSte lipo encuentrcn muchas limitaciones cn lal';aplicaeiones pr!clicas. La combinacin de los elementos de un riI -lro de esle lipa con amplificadores operacio-nales agrega a los lillrOs una propiedad Un-port.1nte: la de poder amplificar las seales que correspondim a \lna banda deseada de frecuencia, o por lo menos evitar que ocu-rran prdidas en un nivel que impida su uti-lizacin prlc tica, Esto nos Iba a fil tros que presentan una ganancia real de palencia o amplificacin, y que son denominados "lillrOs aCliv05. En un fillro i!Cti\'O tenemos un amplificador que IJ:l l(h.: ~)gregar energa al sistema, resul t.1ndo al mismo tiempo un efecto de filtrado y una ganancia de potencia. Los fi l1ros de eSle lipo presentan otras "en-lajas, romo por ejemplo su baja impedancia de salida, la posibilidad de asociar diversas el

  • FILTROS ACTIVOS CON OPERACIONALES

    ,

    ,

    PASA,.,'. TO::I-1'

    , r--------'

    "' ." IN"'lIOAo--C::>--t---I

    , ,

    I ' O~---------~------O

    ,

    PASA ALTOS T

    >'--+--0 SAL~"

    . " ~ u r -C:)---f/-L'--C::>-----

    rcsultado piezas caras y voluminosas. Conforme el tipo de circuito, los filtros pue-den proyectarse con caractersticas que van de 6 a 50dB por octavo!. Dentro de las ventajas de estos circuitos destacamos las siguientes: No hay prdida por insercin. El sistema puede proporcionar ganancia, si es necesa-rio. .casIo. Los componentes de los filtros aCl-\ 'OS son ms baratos que inductores, princi-p.l1mcntc los de valores elevados. Sinton(a. Los mtras activos pueden ser sin-IOnizados racilrncnte y ajustados en una am-plia banda de frecuencias sin alteraci6n de 1:l.S curvas de respuesta. Aislamiento. Estos filtros prcscnum buen aislamiento en vista de su elevada impedan-cia de entrada y baja impedancia de salida, lo que reduce a un valor mnimo la inlerae-

    SABER ELECTRONICA Ni 27

    '011' ."

    .,."

    ci6n entre el mtro y su carga. Damos a continuacin algunos tipos de filo tros que ticnen por base amplificadorcs ope-racionales.

    Filtro pasa-banda

    En este tipo de filtro .tenemos el pasaje de sci\ales de una banda especifica de frecuen-cias, con el rechazo de sei'\ales de todas las otras frecuencias que no estn en esta banda. El equivalente pasivo ms comn hace uso de un inductor y un capacitar (LC), pero en las bajas frecueocias el proyecto se vuelve difcil en vista de la necesidad de grandes inductores. El circuito' activo con operacio-nal ticne la ventaja de no necesitar inducto-res. El circuito de la figura 3 es un mtro activo de dos polos teniendo por base un amplifi-

    cador opcr.J.c ional con FET del tipo T1.081. Este circuito es recomendado para. aplica-ciones que exijan factores Q menores que 10, y ganancia ligeramente mayor que la ra-z cuadrada del factor Q. As, para un factor Q igual a 5 tenemos una gana ocia del orden de 2 veces. Los valros de los componentes para este fil-tro son calculados a partir de las siguientes frmulas:

    Donde:

    Al. a 2.ff.f.G.C

    A2. a (2.02 G).2.rf.l .C

    R3.R4~~ 2.rt1.C

    f = frecuencia central del filtro (Ilz) Q = factor de calidad G = ganancia C = capacitancia (F)

    TomrrrlOS como ejemplo un filtro con frc-cueocia central de 800Hz. R2 es un poten-cimetro con dos veces el valor cak:ulado que permite ajustar precisamente la frccuen-cia. Este valor mayor es sugerido para como pensar las tolerancias de los dems compo-nentes. Para la banda de audio los valores de los capaCitofCS estn tipicamcme en la ban-da de 10 a 100 nF. Considerando f = 800 Hz, Q = 5, G = 2 Y e = lOnF, tenemos:

    Al. ---'O~ 2.t

  • FILTROS ACTIVOS CON OPERACIONALES

    R2 '" 20734= 2,2k fl,

    R3 . R4.~ 2.rd.C

    10 R3. R4. (6,28).(800).(0,01 x 10.')

    R3 = R4 = 199,04511.= 200k.n.

    En la figura 4 tenemos la curva de rcspueslu de este filtro. Esta curva tiene como referen-cia una tensin de entrada de 4Vpp.

    Filtros pasa-altos y pasa-bajos

    De los muchos tipos de filtros que se pue-den usar para dejar pasar seales solamente de altas o solamente de bajas frecuencias, el "Buttcrworth" es el mejor. Filtros complejos normalmente usan redes de primero y se

    RESPUESTA DEL FILmo F'AS .... IlANOA .. 10 100

    -t-~-.,.,.-~--,,=- f I~"d

    ."

    gundo orden. Las redes de primer orden no son muy tiles, porque s6lo podemos con-trolar la frccuencia ccnLral, mientras que en las de segundo orden podemos, adems de la frecuencia central, controlar tambin la impedancia y la amortiguacin o su inverso, el factor Q. En la figura 5 tenemos una configuracin simple de filtro con seguidor de tensin. En este circuito los capacitares presentan un efecto muy pequeo en las bajas frecuen-cias, lo que tiene como resultado una res-puesta plana en esta regin del espectro. Mientras tanto, en las altas frecuencias los capaciLOTCs desvan separadamente la seal hacia puntos de baja impedancia, lo que ha-ce que la respuesta caiga. Un fillCo de dos e-tapas hace que la respuesta en las altas fre-cuencias caiga con el cuadrado de la frecuencia, de ah el nombre de fillCo de $C-

    38

    "'1 lit " lOnF 1011 1011

    fNTII"O" >-----..... __ -j. lLoe1 >-.... ---1r--" S,l.LlD,I.

    gundo orden para esta configuracin. La respuesta comienza plana en las frecuen-cias ms bajas para caer despus con ate-nuacin de 12dB por octava, inicialmente, o 40dB por dcada, pasando la frecuencia de corte. Una buena aproximacin paTa el clculo de este tipo de fillCo puede obtenerse con la fi-jacin de Rl igual a R2 y el igual a C2. A-s, la frecuencia de corte puede ser calculada por:

    lo 2.rr:R.C

    Tenemos aqu el filtro de "componentes i-guales" con una ganancia de 1,586 (+4

  • "

    1 10 100

    RESPUESTA DEt FURO PASAA!. TOS .. ,+--,

    00 1:> \00

    " .,

    " "'

    SALIOA

    En la figura 8 tenemos un circuito de una e lapa nica de realimentaci6n mltiple donde el amplirJCador operacional se conecta en modo inversor. El resistor R3 de la salida a la entrada inver-sora fija la ganancia y la corriente a travs del capacitor el , que dctennina la frecuen-cia de operacin. El capacitor C2 proporcio-n1 la realimentacin de la salida para la u-nin de Rl con R2. e 1 y C2 deben ser siempre del mismo valor. El resistor R2 puede ser ajustable para hacer la sintona. La frecuencia est dada por la siguiente fr-mula:

    10= [ 1 Al + R2 J 1/2

    R3 Rl.R2 2,TT,C

    Al proyectar un IiItro de este tipo se parte de e l y C2 con valorcs iguales entre 10 y lOOnF para la banda de audio. lo que resulta

    SABER ELECTRONICA NI! 27

    ,

    FILTROS ACTIVOS CON OPERACIONALES

    con valores razonables para los rcsistores. Vamos a suponer el proyecto de un fillro pa-ra 10kHz con factor Q y una ganancia igual a2.

    Los tres resistores son determinados de la siguiente forma:

    Q Rl = = 2388,S.n. 2.n.l.C.G

    Rl=2,4k.n.

    Q R2 = ~2".~:c,if. c;"(;a"'.Q'"'-;:_G)= 298,5n

    R2 ::=300.1\.. Q

    R3 ~ -::7::-- ~ 9554" lf.l.C

    R3::= 1OkA.

    En esta frmula tenemos: G = orranancia = 2 Q = factor de calidad::: 3 e = capacitancia = IOnF f = frecuencia central = lOkJ Iz

    Filtros con giradores

    Los giradores (gyra tors) llevan esle nombre por el hecho de que su principio de funcio-namiento tiene an:tlogfas con los girscopos mecnicos. Un girador se puede comportar como un in-duelor y en un miro activo esto es importan-te, pues, como dij imos al comienzo det ar-tculo, los inductores par.!. frccuencias bajas son un impedimento para los proyectos prcticos en vista dc su costo y tamao. Una inductancia presenta una impedancia de:

    lL ~ j.2.n.l.L

    Donde: ZL:es la impedancia en ohms. f:es la frccucocia en Hz . L:cs la inductancia en hcnr)'s. j:cs el operador imaginario que equivale a -f-i.

    necesario por el hecho que hay una rota-cin de fase donde la corriente se adelanta a la tensin.

    .. ... --~-l" "... - ....

    Para simular una inductancia precisamos de un circuito que satisfaga esta ecuacin. En la figura 9 tenemos un diagrama en bloques de tal circuito. Los amplificadores A y B son del tipo "ope-racionales de transconductancia" que deben ser iguales, excepto por el hecho de que uno de ellos invierte la fase de la senal. Para efecto de los clculos. suponiendo G la ganancia, tenemos:

    IGm I1 ~ IGm21

    Para el circuito especficamente tenemos:

    IIN ~ GmEI (1)

    llN ~ EINnlN (11) EIN -IC/Gm (111)

    Sustituyendo las ecuaciones 1 y ID en la e-cuacin 11, tenemos:

    (.IC/Gm) llN ~ --;;;r.-Gm.EI

    Pero, como le es dado por: El El le = - ~ Xc - (11j.2.ff.l.C)

    ~ IC ~ -j.(2.ff.f.C).EI (V)

    SustiLuyendo la ecuacin VenIa ecuaci6n IV, tenemos:

    3.

  • I NST RUMrNTAC ION

    MULTIMETRO ANALOGICO Qu falta en su banco de montajes electrnicos? Un multimetro para probar componentes y

    verificar circuitos? Si no tiene un multmetro comercial para sus trabajos de electrnica, por ser su co~to relativamente alto , qu le parece comenzar con uno sencillo,

    montado por usted mismo?

    Siempre destacamos la importancia del muhmclro como el instru-mento primero y ms importante del banco de trabajo de lodo montador de aparatos electrnicos. Capaz dI! medir len-siones. resistencias y corrientes. este ins-trumento, cuando se lo USl correctamente, puede no slo servir para probar casi w dos los componentcs comunes como ns tambin delectar rallas de funcionamicnro en aparatos, hacer ajustes o simplemente comprobar circuitos. los muhmelros . o Vol t-Ol\]n-~ I i l iampcrmetros (como tambin se los llama) son instrumentos de pmeba que sirven para medir tres magni tudes elctricas bas ica men:e: tensiones, corrientes }' resistencias. En' las casas de equipos electrnicos los lectores pueden ver multmetros de los mt.s variados tipos, que se diferencian por el nmero de mediciones que pU'" en ha-cer y tambin por sus sensibilidad que in . dica d,; qu modo el instrumento no inOu-)"C en 1"0 qu~ se cst midil'..ndo (figura 1). Si bic, en relacin a los CaSIOS, les lll ult -metros sean de lodos los instrumentos los ms accesibles a los eSlUdi:uucs, IJTinci. piantes y aficionados de menos recursos, creemos que muchos lectores todava no poseen uno en su talkr. As, usando como base un ins\!umento de buena sensibil idad. que es el VUmetro, que puede encontrarse a bajo costo en la mayora de las casas de material electroni -ca, resolvimos proyectar un multmetro de bajo costo, y que dentro de las exigencias de la mayora de nucstros proyectos, pue

    SABER ELECTRONICA NQ 27

    de ser de gran ayuda a los montadores. Nuestro instrumento, como multmetro simplificado, posee tres esc31JS de tcnsio-nes que pennilen la medicin de esta mag-nitud en la gama de 1 a lOOV con buena precisin, y adems de esto una escala pa-ra la medicin de resstenciJS_ MOnlildo en una pequea caja plstica, con Sil propia batera interna de gran auto-noma, es,e aparato es totalmente porttil }' por lo t:nto de manejo extremadamente ;cil (figura 2). l os lectores que no poseen un multmetro too:"\VJ, sin duda despus de su montaje no comprendern cmo pudieron pasar tanlO tiempo sin la ayuda del mismo en su banco de trabajo!

    El circu ito

    tros profesionales, con la diferencia que u-samos un instrumento de bajo costo con u-na escala menor, lo que de cierto modo no permite la obtencin de una excelente pre-cisin. As, mientras que los instrumentos de buena calidad uenen ulla precisin en la gama de 1 2%, el nuestro podr. ser a-justado al punto de llegar a un 5% de pre-cisin. Si consideramos sin embargo que la mayora de los aparatos electrnicos e-:\ige componentes cuya precisin no ser de ms de 10%, el instrumento estar mu-cho miS all de lo que precisamos para los trabajos prcticos. En la fi gura 3 damos entonces un diagra-ma de bloques que representa nueslrO ins-trumento, El bloque p::ncipal, sin duda, es el que ca-rresponde al instrumento, un med idor de corriente (VU) que en este caso exige una

    El principio de funcionamiento de este corriente de 200m\ para la deflexin tOla! muhmetro es el mislllo de Jos multme- de su aguja_ En funcin de estos 200m\ se

    "' ~L l I M(fIlO S

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  • MULTIMETRO ANALOGICO

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    O - lO " 0-100 f(NSION.

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    FigA

    O-w , ,

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    calculan los dems componentes del cir cuita que determinan lo que puede medir y con qu precisin. As, para la escala de tensiones, lo que se hace es conectar un trimpot en serie con el instrumento de tal modo que, con una de-terminada tensin de entrada, se tenga una

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    deflexin total del instrumenlo, fijndose el fondo de la escala. As, en nuestro caso", con una resistencia del orden de 5k, correspondiente al trim-XlI y resistencia interna del instrumento, con 1 V en la entrada tenemos una comen-te de 200tA (IVi200 ItA). Eso significa

    que, con el simple agregado del trimpot a-justado para esta resi.ilencia, tenemos ya la operacin del instrumento como volt -metro de O a 1 V, o sea, capaz de medir tensiones entre O y 1 V(fi gura 4). Con un !rimpa! ajustado para tener una re-sistencia total de 50k, tendremos la co-rriente de 200~tA de fondo de escala, con lOV, lo que significa que podemos enton-ces medir tensiones de O a 10V_ Es la se-gunda escala del instrumento. E, igual-mente, con una resistencia 10lal de 500k. la lensin mxima llegar a lOOV. Es la tercera escala del instrumento. En el pro-yecto final, tendremos las Ires escalas. con tres trimpots preajustados cuya conexin se escoge por colocacin de las puntas de prueba en bornes apropiados (figura 5). Vea el lector que si dividimos el fondo de cada escala por el valor de resistencia total del instrumento tendremos siempre el mis-mo valor: 1 volt dividido por 5k = 5k lO volt divididos por 50k = 5k lOO volt divididos por 500k = 5k E~ valor conmnte es la sensibilidad del instiumento, en el caso 5k 5000 ohm por voh. Podemos considerar este valor exce-lente si lo comparamos con los instrumen-tOS comerciales cuya banda de sensibili-dad, en los ms accesibles, est entre los 1000 ky 10.000 ohm por volt (cuanto ma-yor es este valor, mejor es el insuumento). Tenemos a continuacin el bloque que mi de resistencias. Para medir resistencias lo que se hace es aplicar una tensin y verificar la corrieme circulante. Esta corriente, de acuerdo con la !ey de Ohm, es inversamente proporcio-nal a su resistencia. As, para el seCtor de med icin de resiso tencia usamos una batera interna de 3V fannada por uos pilas)' un trimpot, para el ajuste del punto de funcionamienw (figura 6). Sin resistencia en el circuito debemos a-justar el trimpot para la corriente mxima en el instrumento. Este ajuste ser necesa-rio siempre, pues con el tiempo la hatera se desgasta modificando por !o tanto la tensin aplicada. A continuacin, intercalando la resistencia

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  • desconocida en el circuito tendremos una corriente menor. La corriente ser reduci-da a la mitad cuando la resistencia del ins-trumento (instrumento ms trimpots) fuera igual a la resistencia que est siendo me-dida. En nuestro caso, sta corresponde a un valor del orden de 30k que ser justa-mente el medio de la escala. Vea entonces, que la escala de resistencia no es lineal, pues tendremos a su derecha, en el mximo, el pumo de resistencia ce-ro, en el medio la resistencia del orden de 3Ok, y a la izquierda, con corriente nula, una resistencia infinita (figura 7). Este ti-po de escala es caracterstico de los instru-mentos lipo serie para la medicin de re-sistencias. El valor de 30k en el medio de la escala puede ser considerado bueno para los tra-bajos prcticos realizados por estudiantes y aficionados. Completamos nuestra descripcin del cir-cuito con los diodos en paralelo y en opo, sicin jWlto al insuumento. Su funcin es muy importante; proteger el VU en caso de que el lector haga una conexin errada y resuelva por ejemplo medir una tensin muy ahaen laescaJade O- IV, o medir ten-siones con las puntas conectadas a los ter-minales de resistencia. El exceso de co-mente no quema el instnimento, abriendo solamente un fusible de proteccin.

    Los componentes

    Todos los componentes para este montaje son comunes, pudiendo hallarse con faci-lidad en las c..1sas especializadas o incluso entre sus elementos de descarte. En espe-cial sugerimos una elecc:n cuidados de la cajita, ya que un buen aspecto externo le brindar. muchas satisfacciones en su ta-ller. Una caja plstica con las dimensiones in-dicadas en la figura 8, o bien de acuerdo con el instrumento elegido, no ofrecer di-ficu ltad a los lectores. Con relacin a los componentes electrni-cos, comenzamos con el YU que es el ms imponame. El VU recomendado es el de 2()(}.lA (ca mn), no importando su escala ya que sta

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    MIlLTIMETRO ANALOGICO

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  • MULTIMETRO ANALOGICO

    r---- ----- """""" "" Fig.'8< OIIIFIClO

    " 100K O.I)O\I~.il-~-1'4J--1C:J--,

    " 0-lOV~il--1-LLJ-~LJ--t-----,

    " 0-111 ~.il-H-LLJ--1LJ---' .. +

    " -.. - D\ DI: llMOOl '''40001 ZOO" ... ., " T O .... @ _____ ...J " ..

    [email protected]~-------_{==r_-------'

    completo de nuestro multnetro y en la fi-gura 10 la disposicin de los componentes en el puente de tenninales. Los cables de conexin entre los compo-nentes deben ser cortos para que no in-fluencien, con su resistencia, la precisin del instrwnento. Eltrimpot de 22k para el ajuste de cero de la resistencia es el nico que debe mOntar se en el panel del instrumento, pues debe ser accionado antes de todas las medicio-nes de resistel)fia. En la dificultad de ins

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    talar en el panel este componente, el lector puede optar por un potencimetro minia-tura del mismo valor. . Vea que no es preciso usar interruptor para la batera interna, pues basta desconectar las puntas de prueba para que el circuito quede automticamente inactivo. Los prulcipalcs cuidados que se deben lO-maren el montaje son: a) Observe la polaridad del instrumento al hacer Sll conexin. El instrumento debe ser el primero que se

    fije en la caja, y luego vienen los bornes y el soporte de las pilas. El soporte para el fusible tambin se fija en la primera fase del montaje. b) Observe la polaridad de los diodos, da-da por los anillos en su cubiena, al soldar-los. c) Al soldar los trimpots obselVe sus valo-res. Si es necesario, doble sus terminales para que los mismos queden en la direc-cin de los puntos de soldadura en el puente de tcnninales. d) Al soldar los resislores, observe sus va-lores, dados por sus anillos de colores. e) Para el sopone de pilas, recomendamos tener cuidado con su polaridad que est dada por el color de los cables. f) Complete el montaje con la intercone-xin de los componentes del puente con los bornes y el instrumento, as como del trimpot Ajuste Cero y el soporte de pilas. Use cable fino de capa plstica en largos no excesivos. Terminado el montaje, antes de 1;ICer la escala para el instrumento, verifique si el m~mo funciona correctamente.

    Prueba inicial

    La prueba inicial se hace simplemente co-nectando las pumas de prueba en los bor-nes (comn) y (ohms). Si la aguja del instrumento se mueve pafa el lado incorrecto, o sea, tiende hacia la iz-quierda, invierta la conexin del VU. (Vea tambin si la conexin del sopone de pilas no est equivocada). A continuaciin, coloque las pUnl:lS de prueba, una en el terminal comn (negra) y la otra en el term inal 0-1 OY (roja). Conecte las puntas de prueba en una bate-ra de 9V. La aguja del instrumento debe moverse hacia la derechl. i No se preocu-pe por lo que marque, ya que todava no hicimos su calibracin!

    Calibracin y escala

    La escala aparece en la figura 11. Vea que la misma debe ajustarse perfectamente al tamao del instrumento que tiene usted , o sea, la aguja en la posicin de mnimo de-

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    Fig.U,. ,

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    MULTIMETRO ANALOGICO

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    be marcar OV y en la posicin Je mximo debe ir a lo La escala de resistencia dada es para le.i tipos de 2()().lA. Si usa un tipo de 1 m,\, dividida por 5 lodos los valores de la esca la de resistencia. Una vez diseada en un papel con linfa china negra, debe colocar su escala en d instrumento, sacando su panel p;ra eill. Pegue la nueva escala teniendo cuidado con la aguja que es muy sensible, y ycrifi cando si su movimienlo sigue siendo X'r-fectamente libre. Hecho esto, slo queda calibrar su IlSlnJ-mento.

    al [!s"laOIV Monte el circu ito de la figura 12 usando u-na pi la comn y dos rcsislorcs, con

  • MULTIMETRO ANALOGICO

    preciso con un diodo zener de 1 V, como muestra la figura 13. b) Escala de Q-lOV Esta escala es ms fcil de ajustar. Use u na batera comn de 9\[. y apoye en sus terminales las puntas de prueba que deben estar conectadas en los terminales (O-lOV) y (comn). Ajuste el trimpot P2 para que el instru-mento indique 9V, como muestra la figura 14. Si quisiera ms precisin en el ajuste, use un circuito con diodo zener de lOV, semejante al usado en la escala anterior y con una fuente de 12Y. El resistor ser de 220 ohm x l(2W. e) para la escala de O lOOV use tres bater-as de 9V en serie, como muestra la figura 15, y ajuste cltrimpot P3 para que el ins-trumento indique 27 Y. Las puntas de pme-ba deben estar en (comn) y (O-lOOV). Ahora slo queda usar el instrumento.

    Uso

    Recordamos que este instrumento slo mide tensiones continuas y resistencias. Para medir resistencias el procedimiento es el siguiente: a) Conecte las puntas de prueba en (COM) y (OHMS). b) Apoye una punta de prueba en la otra y ajuste el tTimpot P4 (Ajuste Cero) para que el instrumento marque cero en la es cala de ohms, o sea, para que su aguja va ya toda hacia la derecha. c) Conecte las puntas de pl1leba en los ter minales del circuito o componente de cu-ya resistencia desea medir. (El circuito o componente debe estar desconectado). d) Lea en la escala del instrumento la re-sistencia en kilohms, o sea, en millares de ohms. Para medir tensiones el procedimicnto es el siguiente: a) Conecle la punta de prueba negra en el tenninal (COM) y la roja en el tenninJI correspondiente a la banda de tensin me-dida. Si no tuviera idea de la tensin co-mience con la ms alta (O-lOO). b) Conecte las puntas de prueba en el cir-cuito en que se desea saber la tensin abe deciendo su polaridad (rojo + y negro).

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    c) Si la lectura de tensin fuera en un puno 10 muy bajo de la escala, enseguida pase para una escala menor, o sea, si estuviera en 0100 pase a O- J O. d) Si la lectura fuera tal que la aguja so-brep:sara el lmite superior de la escala, e lija una escala ms alta.

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    e) Si la tensin fuera excesivamente alta para la escala elegida, puede producirse la quema del fusible, en cuyo caso el instru mento no acusar nada en cualquier prue-ba siguiente. Basta cambiar el fus ible en el caso y continuar con su uso nonnal.

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  • e o M U N e A e o N t S

    TELEVISION SATELITAL

    Tal como le anticlpamos en el nmero anterior de SABER ELECTRONlCA en esta serie de artculos le describiremos como poder realizar su propia antena parablica para la recepcin de

    seales satelltarlas de televisin. Los satlites geoslncrnlcos de telecomunicaciones son capaces de poder enviar no solamente la televisin sino tambin otros servicios de los que ya le hablaremos en los prximos nmeros. Como podr darse cuenta existen algunos servicios en los que la programacin se genera en un lado determinado y luego (mediante el satlite) se envan a

    una gran masa de oyentes. Ellos no pueden realizar el camino Inverso. es d