182

SABER

EDICION ARGENT ARGENTINA INA

ELECTRONICA

EDITORIAL

QUARK Año 16 - Nº 18 2

SEPT SE PTIEM IEMBRE BRE 20 2002 02

YYaa est está á en pri por lectr lec tróni ónica ca interac terac tivo. vo. e stá e nInternet Inte rnet el Inte e lprime el prme primer imerr portal porttal porta a lde de eele electrón ctrónica ica in interac in teracti tivo. ti vo. Visít Vis ítenos enos web, obte nga in inf fforma ormación orma gra ssee in innumerab numerables les bene cios Visít Vis íte e nosen e nlala web web, we b,, obtenga ob tenga obtenga infor in mación c ióngrati gratis gra tis ti innumerab in numerables lesbenefi beneficios benefi fic c ios

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33 95

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3 4 6 7 13 15 18 20 23 27

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Uruguay En trámite

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E D I CI C I O N A R G E N T I N A - N º 1 82 82

DEL DIRECTOR AL LECTOR

Director Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción Federico Prad o Federico Columnistas: Federico Federic o Prad o Luis Horacio Rodríguez Peter Parker Juan Pa blo Matute Pablo

Lo Impo Im porrta tann te de se serr S oci ocioo

del Club Saber Electrónica

EDITORIAL QUARK S .R.L .R.L..

Propietaria de los derechos en castellano de la p ublicación ELECTR ECTRON ON ICA mensual SABER EL

EDITORIAL

QUARK

Herrera 761 (1295) Capital Federal T.E. 4301-8804

Director Director Horacio D. D. Vallejo Vallejo

Staff Teresa C. Jara Luis Leguizamón Olga Vargas Enrique Selas Alejandro Vallejo José María Nieves

Publicidad Alejandro V allejo o Prod Vallej Prod ucciones alejandrova llej llejo@ [email protected] llejo@ [email protected] Internet: Internet: www.webelectronica.com.ar

Web Manager: Luis uis Leguiz eguiz amón Editorial Q uark SRL Her rera 761 (129 (1295) 5) - Capital Fed eral e-mail: ateclien@ electronica.com.ar om.ar ateclien@web electronica.c

La otas La Editorial Editorial no no se se responsabiliza responsabiliza por por el el contenido contenido de de las las nnotas firmadas. TTodos odos los ctos oo marcas firmadas. Todos los produ productos marcas que que se se mencionan mencionan son son aa los servicio o alal lector, lector los efectos efectos de de prestar prestar uunn servici servicio lector,, yy no lector, no entrañan entrañan resresponsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción ponsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total total oo parcial parcial del del m m aterial aterial contenido contenido en en esta esta revista, revista, así así como como la industrialización y/ o comercial comercializació ización n de los apara tos la industrialización y/ o comercialización comercialización de los aparatos oo ideas ideas que que aparecen aparecen en en los los mencionados mencionados textos, textos, bajo bajo pena pena de de sanciones legal e lala sanciones legales, legales, legales, es, salvo salvo mediante mediante autorización autorización por por escrito escritodde Editorial. Editorial. Tirada Tirada de de esta esta edición: edición: 12.000 12.000 ejemplares. ejemplares. Movicom Movicom

Las condiciones socioeconómicas de la región obligan a que uno esté alerta para no sufrir los embates de la crisis; esto se da desde México hasta Argentina, quizá con diferentes argumentos pero con iguales conclusiones. El técnico dedicado al servicio y la reparación de equipos suele verse en “graves problem a s ” ya ” ya sea porque su trabajo puede no ser rentable o porque no consigue ni los insumos ni la bibliografía necesaria para apoya r su trabajo. trabajo. Es Es por estas razones que las d if ifer erentes entes em presas que estamos en el área de la educación y la difusión bibliográfica, y que trabajamos en conjunto, programamos la elaboración de CDs, libros y videos de apoyo que se ofrecerán a mu y bajo preci precio. o. También es tam os realizando realizando contactos contactos co conn empresas que facilitarán partes (componentes denominados “ofi ofici ciales” ales”)) para reparar equipos y que s e pond rán en ven ta en varios países de América Latina. También programamos diferentes actividades y seminarios, en países como Colombia y Venezuela (Seminarios a dictarse en septiembre), Chile (octubre), Paraguay y Bolivia (noviembre) y Argentina (diciembre). Pens am os constantem ente en bri brind nd arl arlee a nues tr tros os lector lectores es herramientas para facilitar su trabajo y mejorar su educación, por ello ya está en marcha la gran comunidad de electrónica... Nuestro Club “Saber Electrónica” cuenta ya con más de 9.000 socios activos de distintos países que reciben información en forma periódica y tienen acceso a muchos beneficios. Lo más importante es que para ser socio del Club no debe abonar dinero alguno; para nosotros es un orgullo contarlo como miembro y por eso con este número le entregamos un catálogo de nuestros productos, con el objeto que conozca los elementos que pueden ser útiles para su capacitación. Recuerde que los socios del Club poseen descuentos que van desde el 15% hasta e l 40% sobre los los prec precio ioss pub li licados cados . Por último, le sugiero visite nuestro portal en la dirección: w w w .w ebelec ebelectr troni onica.c ca.com.ar om.ar para para en ter terarse arse d e todos los los b ene fici fi cios os co conn que Ud. cuenta . ¡Lo Esperam os!

Ing. Horaci o D. Va Va llejo

10 Montajes Completos

A RTÍCULO

DE

T APA

10 Montajes Completos de Instrumentos Electrónicos

El fascículo Nº 10 de la Enciclopedia de Electrónica trata sobre “instrumentos necesarios para el servicio y la reparación” y en él se incluyen varios montajes de equipos diversos, cuya explicación fue dada en los primeros números de Saber Electrónica. Mientras preparaba dicho fascículo me dí cuenta que algunos impresos no son legibles en dichas ediciones y que ciertos componentes no se consi- guen. Teniendo en cuenta todo esto y considerando que tanto el armado como el manejo de los instrumentos básicos es im- prescindible para todo técnico, decidí redactar la presente nota que reúne 10 circuitos cuyo desempeño es excelente. Los instrumentos que describiremos son:

I NYECTOR DE S EÑALES (2 versiones) G ENERADOR DE F UNCIONES (2 versiones) F UENTE DE ALIMENTACIÓN (2 versiones) G ENERADOR DE AF-RF ANALIZADOR D INÁMICO G RID -D IP M ETER P ROBADOR DE F LY -B ACKS Por: Horacio Da niel Vallejo e-ma il: hvqua [email protected] www.webelectronica.com.ar

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Saber Electrónica


I NYECT N YECT OR O R DE S EÑALES E ÑALES n inyector de señales es un oscilador cuya frecuencia está comprendida dentro de la gama de las señales audibles por el hom- bre. Se utiliza para comprobar el buen funcionamiento de las etapas de audio y radiofrecuencia de cualquier aparato electrónico. Estas características, junto con su reducido tamaño, hacen de éste un instrumento sumamente útil para el técnico; especialmente cuando se desea detectar una etapa defectuosa con rapidez y sin temor a equivocarse.

párrafo: "al alcanzar Vbe2 los 0,7V (como consecuencia de la carga de C2) el Tr2 se satura casi instantáneamente razón por la cual la tensión de colector (Vce2) disminuye instantáneamente de Vcc a 0 volt; como es una disminución brusca y está presente en una placa de C1, también disminuirá la tensión en la otra placa del capacitor que va conectada a base de Tr1 llevándolo al corte”. Por ejemplo, si Vcc = 6V; al saturarse Tr2 la tensión de colector dismiVbe2 = 0V y Vce2 = Vcc nuye de 6V a 0V, es decir, hay una vaVbe1 = 0,7V y Vce1 = 0V riación de 6V, por lo tanto en base de Tr1 la tensión disminuirá desde 0,7V a El inyector de señales no es más ACLARACION: Suponemos el uso -5,3V existiendo también una variaque un oscilador de audio, razón por de transistores de silicio. ción de tensión de 6V (se supone que la cual daremos una breve descripC1 no opuso resistencia a esa variación teórica sobre el principio de funNótese que al estar saturado Tr1 y ción brusca de tensión comportándocionamiento de un oscilador. Un osci- cortado Tr2 C1 se encuentra cargado se como un cable) y como en base de lador es un amplificador con realimen- entre 0,7 y Vcc, mientras que C2 está Tr1 hay una tensión negativa, está tación positiva. El lazo de realimenta- descargado y se carga desde Vcc a cortado razón por la cual Vce1 = 6V. ción puede estar formado por distin- través de Rb2 y Tr1 (que está saturaC1 ahora se carga desde Vcc a tos tipos de elementos, por ejemplo: do). Como Tr2 está saturado el colec- través de Rb1 haciendo que aumente un capacitor y un inductor, un resistor tor es una tierra virtual, es decir, es co- gradualmente la tensión en base del y un capacitor, solamente un resistor, mo si fuera tierra para la corriente de Tr1 (Vbe1). Cuando Vbe1 alcanza los circuito activo formado por transisto- carga de C2. Cuando la tensión en la 0,7V aproximadamente el Tr1 entra res, etc. (realimentar significa formar base de Tr2 (Vbe2) alcanza los 0,7V rápidamente en saturación disminuparte de la señal de salida de un cir- como consecuencia de la carga de yendo la tensión de colector (Vce1) de cuito y reinyectarla nuevamente a la C2, Tr2 conduce bajando la tensión de 6V a 0V, dicha variación pasa a través entrada). colector (Vce2), dicha variación pasa de C2 lo que hace que Vbe2 pase de En síntesis, un amplificador se rápidamente a base de Tr1 ya que los 0,7V a -5,3V con lo cual Tr2 se corta convierte en oscilador cuando posee capacitores permiten el paso de seña- en el mismo instante en que Tr1 se una realimentación positivo y el siste- les variables, es amplificada por Tr1, satura. ma realimentado tiene una ganancia pasa a base de Tr2 a través de C2 y Nótese que ahora es C2 quien se igual a 1. así sucesivamente con mucha rapidez carga desde Vcc pero a través de Rb2 En la figura 1 puede observarse alcanzando Tr2 el estado de satura- hasta que Vbe2 = 0,7V (como conseun circuito formado por dos amplifica- ción y Tr1 al estado de corte. Las ten- cuencia de la carga de C2) en cuyo dores en emisor común acoplados siones en los distintos puntos del cirui- momento Tr1 se va al corte y Tr2 a la ambos a capacitor. La salida de Tr1 se to en este momento Figura 1 acopla a la entrada de Tr2 por medio son las siguientes: de C2 y la entrada de Tr1 está acoplada por C1 desde la salida de Tr2. Vce1 = Vcc Las oscilaciones son provocadas Vbe1 = 0,7V - Vcc en un comienzo por el ruido presente Vce2 = 0V en base de uno de los dos transistoVbe2 = 0,7V res cuando se aplica la alimentación al transistor. El ruido aparece por Si aún no entendió ejemplo, en la base de Tr1, es ampli- lo sucedido preste ficado por él y por Tr2 reapareciendo atención al siguiente

U

en base de Tr1 para ser amplificado nuevamente. Esta reacción ocurre instantáneamente y se repite indefinidamente. De esta manera la tensión de base de Tr1 (Vbc1) crece repentinamente hasta saturarlo disminuyendo prácticamente a OV la tensión de colector (Vce de saturación = 0 Volt) en un instante. Supondremos que, en ese momento se encuentra Tr1 saturado y Tr2 cortado, es decir:

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Inyector de Señales Figura 2

La constante de tiempo de carga de C2 se calcula: T2 = Rb2 x C2

(4)

Luego, aplicando (2); (3) y (4) en (1) se tiene: V(T1) = V max (1 - e -T1/(Rb2 x C2) ) saturación como ya lo habíamos explicado. De esta manera se produce una constante oscilación donde un transistor se va al corte y el otro a la saturación alternativamente teniendo en colector de cada transistor una señal de onda cuya amplitud es casi igual a la tensión de fuente. Los transistores cambian rápida- mente del corte a la saturación pero no existe una transición abrupta desde la saturación al corte. Nos interesa ahora conocer los períodos de carga de C1 y C2 (T2 y T1) con el objeto de poder calcular la frecuencia de la señal resultante.

de el comienzo de carga hasta el instante t. ∆ Vmáx = máxima diferencia de potencial que puede poseer el diodo. T = constante de tiempo de carga del capacitor. En nuestro caso, el capacitor comienza a cargarse teniendo una tensión igual a (-Vcc + 0,7 V) y puede llegar a la tensión de fuente, por lo tanto la máxima diferencia de tensión tendrá un valor igual a: Vmax = Vcc - (-Vcc + 0,7V) ∆ Vmax = Vcc + Vcc - 0,7V (2) ∆ Vmax = 2 Vcc - 0,7V ∆

Cuando Tr1 está saturado y Tr2 está cortado, C2 se carga desde Vcc a Nos interesa saber cuál es la difetravés de Rb2 teniendo entre sus placas una diferencia de potencial de (-Vcc rencia de tensión V(t) para poder cal+ 0,7V). C2 se carga siguiendo una ley cular el tiempo de carga T1 de C2, saexponencial; para saber el tiempo que tarda en alcanzar un determinado potencial se utiliza la siguiente fórmula: V (t) = ∆ Vmáx (1 -e -t/T )

(1)

donde: V (t) = diferencia de tensión des-

biendo que la tensión final será 0,7V ya que en ese momento los transistores cambian de estado: V(T1) = 0,7V - (-Vcc + 0,7V) V(T1) = 0,7V + Vcc - 0,7V V(T1) = Vcc

(3)

Vcc - (2Vcc - 0,7V) (1 - e (-T1/Rb2 x C2) ) Operando matemáticamente se llega a las fórmulas: 2 Vcc - 0,7V T1 = Rb2 x C2 x In ( ——————) Vcc - 0,7V

(5)

2 Vcc - 0,7V T2 = Rb1 x C1 x In ( ——————) Vcc - 0,7V

(6)

NOTA: Los cálculos matemáticos deben ser tenidos en cuenta sólo por aquellos lectores que conozcan los fundamentos necesarios. En la figura 2 vemos el circuito de nuestro primer inyector de señales como la lista de componentes y en la figura 3 proponemos un montaje en puente de terminales. Ahora bien, sabemos algo más acerca de un oscilador del tipo multivibrador astable, pero ¿qué vinculación tiene este tema con un inyector de se- ñales? Hemos estudiado una forma sencilla de conseguir una señal audible de onda cuadrada. Esta señal provocará interferencias cuando se la apli-

Figura 3

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Figura 4

Figura 5 Lista de Materiales

Q1, Q2, Q3 - BC548 - Transistores NPN de uso general Rb1, Rb2 - 100kΩ Rc1, Rc2 - 2k2 P1 - Potenciómetro logarítmico de 100kΩ R1 - 6k8 R2 - 10kΩ R3 - 4k7 R4 - 68Ω R5 - 68Ω C1 - 0,01µF - Cerámico C2 - 0,01µF - Cerámico C3 - 0,1µF - Cerámico C4 - 0,1µF - Cerámico

pedancia de salida (figura 4). P1 junto con R1 forman un divisor resistivo cuya función es limitar la amplitud de la señal que inyectará al amplificador colector común, por lo tanto es un control de ganacia del equipo. C3 es un capacitor de acoplamien-

Varios: Placa de circuito impreso, interruptor simple para S1, fuente de alimentación o 2 pilas pequeñas, cables, gabinete, etc. que sobre un circuito electrónico (radio, televisión equipo de audio, etc.) pero debe comportarse como un generador de tensión; razón por la cual su impedancia de salida debe ser ba ja, para ello, al circuito estudiado se le agrega un amplificador colector común acoplado a capacitor cuya característica más importante es tener ganancia de tensión unitaria y baja im-

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to interetapa que deja pasar la señal del inyector pero aísla los niveles de continua. Tr1, junto con R2, R3, R4 y R5 forman un amplificador colector común y C4 aísla los niveles de continua del inyector y el equipo a probar. Para mayor facilidad en el armado, en la figura 5 se muestra una copia del circuito impreso con la ubicación serigráfica de los componentes. Un modo práctico de armar un inyector de señales es el colocar todos sus componentes, incluso la fuente de alimentación, dentro de una sonda (tubo o caja de reducido tamaño). Como es lógico, tendremos que efectuar el armado de un modo compacto y a la vez prolijo, adecuado al envase que utilicemos. ✪

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Generador de Funciones

G ENERADOR E NERADOR D E F UNCIONES U NCIONES ( 1 ) l generador de audio también co- Luego, por ley de Ohm: nocido como generador de fun- VCC ciones u oscilador de audio es VB = I1 x R2 ; VB = ——— ———— — x R2 un instrumento útil para el tallerista, R1 + R2 especialmente para ser usado en ta- reas de calibrado de amplificadores de audio, verificación de la respuesta Es decir, en el primer instante de en frecuencia de un equipo, puesta en análisis, C está descargdo por lo cual: marcha de sistemas digitales y análi- sis de circuitos electrónicos en gene- VCC ral. VA = 0 y VB = —— ———— —— x R2 R1 + R2 Es importante que el técnico sepa manejar el instrumento, pero también Por lo tanto VA VA < VB lo que justifidebe conocer cómo funciona con el ca que la salida esté en estado alto. objeto de poder utilizarlo al máximo. En esas condiciones el capacitor se El amplificador operacional (A.O.), carga desde desde VTT a través de R1. base de este proyecto, es un circuito La tensión que adquiere el capacide muy alta ganancia, impedancia de tor con el transcurso del tiempo vale: entrada elevada e impedancia de salida baja. VA = VC VCC C (1 (1 - e - (t/R X C) ) El amplificador operacional por medio de un circuito asociado deterCuando la tensión sobre el capaciminado puede utilizarse como: a) am- tor supera la tensión del punto B se plificador inversor, b) amplificador no cumple que VA VA > VB y la salida caminversor; c) sumador; d) separador; e) bia de estado, es decir, VO = -VEE. integrador, f) diferenciador g) oscilaEn ese momento la tensión en el dor, etc. punto B es negativa ya que: Nos interesa usar us ar el A.O. como oscilador de onda cuadrada, para ello -VEE nos valemos del circuito de la figura 1, V1B = ————— x R2 que entrega una señal de forma de R1 x R2 onda cuadrada en la salida y una señal de forma de onda diente de sierra También cambia de signo la tenen al punto A. sión de carga del capacitor razón por Como la ganancia del A.O. es muy la cual el capacitor se carga con una alta, una pequeña diferencia de ten- corriente de signo contrario (se dessión entre los los puntos A y B lleva a la carga) hasta hasta que VA VA = 0 cargándose cargándose salida al nivel de Vcco-Vee; es decir, luego con una tensión negativa resla salida tendrá un estado de "satura- pecto de masa. ción". Por ejemplo, si VA>VB, entonEsta situación se repite constanteces VO = VEE; si VA
E

Figura 1 cuadrada, cuya frecuencia depende de la carga y descarga del capacitor C. En la entrada negativa del A.O. tendré una señal tipo triangular o diente de sierra, producto de la carga y descarga del capacitor, cuya frecuencia es igual a la de la onda cuadrada. Se puede demostrar que en el entorno de "0" volt de la señal diente de sierra, la tensión crece o decrece casi en forma lineal, por lo tanto si hacemos que el operacional cambie de estado para tensiones próximas a cero volt, en el punto A tendré una señal triangular de bajo nivel. La figura 2 muestra una señal triangular casi perfecta como consecuencia de haber tomado:

R2 << R1;

R1 R2 = ——— 10

Figura 2

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10 Montajes Completos Con lo cual, haciendo cuentas, se tiene:

Figura 3

VB = Vcc/11 V’B= -VEE/11 Con esta consideración, el oscilador entregará señales de forma de onda cuadrada y triangular, triangul ar, pero como la señal triangular es de menor amplitud, se la amplifica por medio de un A.O. (vea el circuito general de nuestro generador de funciones de la figura 3). La ganancia del A.O. 2 se calcula: VO2 -R3 —— = —— VA R4 Basta entonces encontrar la relación (R3/R4) apropiada para que la amplitud de la onda triangular sea igual a la amplitud de la señal de onda cuadrada. amplificador no inversor de corriente Para muchas aplicaciones, puede continua. resultar útil tener una señal rectanguEn realidad, la forma de onda relar con ciclo de actividad variable, es sultante senoidad puede considerarse decir, con tiempos de estado "alto y como una serie de ramos rectos que estado "bajo" distintos. cambian de pendiente cada cuarto de Utilizaremos otro operacional que ciclo. R19, P2, y R20 forman un divicompare la señal triangular con una sor resistivo para que la señal triangutensión fijada por el técnico. lar a conformar tenga la amplitud neCuando la señal triangular alcanza cesaria con el objeto de tener una ondicho valor, el A.O. satura debido a su da senoidal con un contenido armónielevada ganancia. Con P1 (figura 3), co inferior al 3%. fijo una tensión Vd en la entrada entra da no inDe esta manera tenemos un geneversora del A.O. , luego, la salida está rador de onda cuadrada, rectangular y en estado alto mientras la onda trian- senoidal de amplitud constante aprogular no alcance ese valor. ximadamente igual a Vcc + VEE y freCuando VC> VD (la señal triangu- cuencia variable dependiente de la lar alcanzará el nivel VD) el A.O. "se carga y descarga de C a través de R. da vuelta", vuelta", es decir, variando P1, Es importante que antes de armar cambia la tensión VD y por lo tanto, el generador de funciones se interioritambién cambia el ciclo de actividad ce en el circuito a construir con el obde la onda cuadrada. jeto de no cometer equivocaciones. Para obtener una señal de forma En la figura 4 se muestra la placa de onda senoidal se utiliza un CON- de circuito impreso y una vista de los FORMADOR que es una matriz for- componentes insertados en la plaquemada por diodos y resistencias (R8 a ta. R15 y D1 a D6 en la figura 3). Es conveniente, en el montaje, coLa matriz transforma la onda trian- locar zócalos para los circuitos integular en onda senoidad debido a que grados con el objeto de poder reemreduce la pendiente de la señal diente plazarlos fácilmente en casos de dede sierra a medida que aumenta su terioros. amplitud. La señal así obtenida se C se cambia por medio de una llaaplica a un A.O. implementando como ve selectora con el objeto de variar la

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frecuencia del generador por bandas. Colocando valores de capacidad apropiados se pueden conseguir frecuencias desde algunos Hz hasta 50kHz aproximadamente. Si se colocan circuitos integrados del tipo CA741 el generador entrega formas de onda aceptable hasta 5kHz. Para frecuencias superiores, la impedancia de entrada del operacional disminuye y el tiempo de respuesta del mismo se hace considerable, razón por la cual aparecen notables distorsiones en todas las formas de onda. Para aumentar el rango de frecuencias se deben colocar A.O. con entrada FET FET del tipo LF356 en CI1 y CI2. CI3 y CI4 pueden seguir siendo CA741. Para probar el instrumento una vez armado, conéctelo a una fuente de alimentación. Con un osciloscopio verifique las formas de onda cuadrada, rectangular, senoidal y triangular en los puntos 1, 2, 3 y 4 respectivamente, para ello calibre el pre-set P3 de modo de obtener una señal senoidal casi perfecta (con osciloscopio en punto 3). Si desea puede colocar una llave selectora con el objeto de seleccionar la forma de onda a utilizar. Variando P2 verifique que cambia

Generador de Funciones Lista de Materiales D1 A D6 - 1N4148 - Diodos de uso general CI1 - CI2 - LF356 (Ver texto) - Circuitos integrados CI3 - CI4 - CA741 (ver texto) - Circuitos integrados CI5 - LF356 (ver texto)- Circuito integrado P1 - Potenciómetro 100kΩ lineal P2 - Potenciómetro 1MΩ logarítmico P3 - Pre-Set 10uΩ L1 - Llave selectora 1 polo 4 posiciones (ver texto) L2 - Llave selectora 1 polo 4 posiciones (ver texto) R1 - 18kΩ x 1/8W R2 - 18kΩ x 1/8W R3 - 10kΩ x 1/8W R4 - 1kΩ x 1/8W R5 - 82Ω x 1/8W R6 - 150kΩ x 1/8W R7 - 1MΩ x 1/8W R8 - 18kΩ x 1/8W R9 - 10kΩ x 1/8W R10 - 1kΩ x 1/8W R11 - 68Ω x 1/8W R12 - 120Ω X 1/8W R13 - 220Ω x 1/8W R14 - 220Ω x 1/8W R15 - 120Ω x 1/8W R16 - 68Ω x 1/8W R17 - 1kΩ x 1/8W R18 -560Ω x 1/8W R19 - 18kΩ x 1/8W R20 - 47kΩ x 1/8W R21 - 10kΩ x 1/8W R22 - 10kΩ x 1/8W R23 - 100Ω x 1/8W

Figura 4

Capacitor para cambio de banda con: CA - 470 pF x 50V CB - .005 x 50V Ver texto CC - .05µF x 50V CD - .2 µF x 50V Varios: Placa de circuito impreso, fuente de alimentación, conectores, gabinete, perillas para llaves y potenciómetros, etc. la frecuencia de la señal mostrada. Con el osiloscopio en 2 varíe P1 verificando que cambie el ciclo de ac-

tividad de la señal rectangular. Es indispensable el uso de un osciloscopio para comprobar el correcto funcionamiento del generador, si Ud. no lo posee recurra a un service amigo o a algún laboratorio electrónico. Con un frecuencímetro podrá calibrar el recorrido de P2 en valores de frecuencia para las distintas bandas.

Una vez calibrado el instrumento no será necesario ni el osciloscopio ni el frecuencímetro pues tendrá la seguridad que su generador de funciones funciona correctamente. Note que la amplitud de salida del oscilador es alta y constante. Para poder variar la amplitud a voluntad puede utilizar otro amplificador operacional como inversor (no figura en el circuito impreso). De esta manera, con un reducido costo Ud. puede construir un instrumento de múltiples aplicaciones, que, si bien no es de excelente calidad, puede competir con la mayoría de los generadores comerciales de taller, con la ventaja que Ud. sabe cómo funciona y puede armarlo con poco dinero. Dejo a su elección el gabinete sobre el cual montará el instrumento y el diseño del frente pero le aconsejo que siga las indicaciones que le he dado a lo largo de esta sección. Como puntas de conexión exterior puede utilizar un cable mallado conectando en sus extremos pinzas de las denominadas "caimanes o cocodrilos". Este proyecto no solo le permite montar un generador de buen desempeño sino que además lo “entrena” en el uso de los amplificadores operacionales. Relea el artículo y no arme el prototipo hasta no estar seguro de comprender perfectamente el funcionamiento del equipo propuesto. Si no ha tenido inconvenientes...

¡Manos a la Obra!. ✪

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G ENERADOR E NERADOR DE F UNCIONES U NCIONES (2) on un sólo circuito integrado, realmente económico, se puede construir un generador de funciones con 4 bandas de frecuencias, cubriendo de 100Hz a 100kHz, este generador tiene salidas con tres formas de ondas (rectangular, triangular y senoidal) con bajísima distorsión. Ajustes de intensidad, distorsión, frecuencia y simetría permiten la utiliza- ción del generador en una infinidad de aplicaciones prácticas

XR2206 pueden ser analizadas a partir de las explicaciones sobre su principio de funcionamiento. Internamente posee un VCO que consiste en un oscilador comandado por tensión (Voltage Controled Oscillator), que es excitado a partir de una lógica de comando. También tiene un bloque conformador de onda que tiene por finalidad sintetizar las formas de onda senoidales y un circuito amplificador de señales con una ganancia variable. Las señales rectangulares sirven Finalmente, tenemos un transistor para el análisis de circuitos lógicos, Q, que es comandado por el VCO, distorsiones en amplificadores, inyec- permitiendo la producción de señales ción de señales en radios y equipos rectangulares. de RF y muchas otras aplicaciones. El funcionamiento de todos estos Las señales senoidales, con bajas bloques en conjunto se puede descridistorsiones, sirven para pruebas pre- bir de la siguiente forma: el capacitor cisas de amplificadores de audio, fil- C, conectado al VCO, es cargado en tros, ecualizadores, etc.. Las señales régimen de corriente constante a partriangulares (que pocos saben usar) tir de informaciones del bloque L y del sirven para pruebas de distorsiones VCO, hasta que la tensión entre sus en equipos de audio y muchas otras armaduras llegue a un valor predeteraplicaciones importantes. minado. En este momento, la lógica Este generador de funciones po- de control entra en acción, revirtiendo see las tres formas de señales y cua- el ciclo, entonces, el capacitor cotro bandas de frecuencias, con límites mienza a descargarse, también bajo en 100, 1k, 10k y 100k. Esto da una régimen de corriente constante. cobertura de menos de 1Hz hasta Cuando la tensión en los terminales 100kHz, lo que lleva el instrumento a del capacitor alcanzan un segundo una infinidad de aplicaciones prácti- valor predeterminado, el ciclo se incas. El corazón del circuito es el vierte. De esta forma, se producen las XR2206. Este integrado consiste en oscilaciones del circuito en la frecuenun generador completo de funciones cia deseada. que exige un mínimo de componentes Esta carga y descarga con coexternos para la realización de un ins- rriente constante ya nos permite obtetrumento de excelente calidad que tie- ner en la salida del VCO una señal ne las siguientes características: triangular, que es amplificada y ya puede ser aprovechada en la salida. - Tensión de alimentación: 110/220V En los terminales 7 y 8 del integra- Amplitud máxima de las señales de do, podemos determinar los puntos salida: 3V (triangular y rectangular) 0,8V en que tenemos el comienzo de la (senoidal) carga y la descarga del capacitor C y, - Bandas de frecuencias: 4 con esto, la propia frecuencia del osLímites de frecuencias: 1 a cilador. Podemos controlar este blo100.000Hz que L conectando entre los pins 7 u 8 - Impedancia de salida: 600 Ω y la tierra, un resistor variable. Esta es la forma utilizada en nuestro circuito Las características específicas del práctico para controlar la frecuencia

C

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en cada banda. Las bandas, por otro lado, son determinadas por la conexión de 4 capacitores de valores diferentes entre los pins 5 y 6 del VCO, seleccionados a través de una llave. El transistor Q, conectado en la salida del VCO, satura o entra en corte, conforme el capacitor C esté en proceso de carga o descarga, lo que nos lleva a la obtención de una señal perfectamente rectangular en su colector, cuando es debidamente polarizado. En nuestro circuito práctico, esta polarización se obtiene a partir de un resistor de 4k7 en serie con un resistor de 1k y la señal es retirada de su juntura, de modo que tenemos una amplitud menor. Esta conexión al + Vcc del colector del transistor nos permite conseguir una señal perfectamente rectangular, con relación marca/espacio de 50%. Existen dos circuitos externos para ajuste de las formas de onda de las señales generadas. Uno de ellos consiste en un potenciómetro conectado entre los pins 15 y 16 y sirve para ajuste de simetría de las señales rectangulares, mientras que el otro, un potenciómetro (o trimpot) conectado entre los pins 13 y 14, sirve para ajustar la distorsión de las señales senoidales. Cuando la llave S está abierta, el conformador de onda hace que sean producidas señales triangulares. Cuando S está cerrada, tenemos la producción de las señales senoidales. El integrado posee también algunas entradas que pueden ser usadas de diversas formas, como la entrada AM y FSK. La entrada AM está conectada al conformador de onda y permite que se realice una modulación en amplitud de la señal generada. La amplitud de la señal será máxima cuando la tensión aplicada a la entrada fuera nula, y disminuirá linealmente en función de la tensión aplicada. Con la conexión de un trimpot en esta sali-

Generador de Funciones

Figura 1 Lista de Materiales CI - 1 - XR2206 - circuito integrado generador de funciones CI - 2 - 7812 ó 7815 - circuito integrado regulador de tensión D1, D2 - 1N4002 ó equivalente - diodos de silicio LED - led común - opcional T1 - 15 + 15 ó 18 + 18V - 250mA - transformador con primario de acuerdo con la red local F1 - 250mA - fusible C1 - 1000µF x 25V - capacitor electrolítico C2 - 10µF x 16V - capacitor elctrolítico C3 - 1µF - capacitor de poliéster C4 - 100nF - capacitor de poliéster o cerámica C5 - 10nF capacitor de poliéster o cerámica C6 - 1nF - capacitor de poliéster o cerámica C7 - 22µF x 16V - capacitor electrolítico P1 - 10kΩ - trimpot P2 - 100kΩ - trimpot P3 - 47kΩ - trimpot P4 - 470 Ω - trimpot P5 - 220kΩ - potenciómetro lineal P6 - 100kΩ - potenciómetro lineal R1, R5, R6 - 1kΩ - resistores R2 - 33kΩ - resistor R3 - 27kΩ - resistor R4 - 4k7 - resistor R7 - 560Ω - resistor R8 - 120Ω - resistor R9 - 10kΩ - resistor S1 - llave rotativa de 1 polo x 4 posiciones S2 - llave rotativa de 2 polos x 3 posiciones S3 - interruptor simple Varios: Soporte para fusible, placa de circuito impreso, caja para montaje, conector de salida, perillas para los potenciómetros y llaves, zócalo para el integrado, disipador de calor para CI-2, tornillos, tuercas, cables, etc.

da, podemos hacer un ajuste de la amplitud máxima de la señal de salida para las formas triangular y senoidal, En caso que sea necesario, este pin podrá ser dotado de una llave reversible (1 polo x 2 posiciones) que tenga una de las posiciones acoplada al ajuste fijo de amplitud y otra a una entrada para modulación externa. La entrada FSK está conectada a una lógica de comando que permite escoger entre la entrada 7 y 8 para control del VCO, siempre que se use una tensión de 0 ó 2V. Con esta posibilidad, podemos construir un generador de rampas asimétricas, bastando para eso, conectar esta entrada al pin 11, y los pins 7 y 8 a masa a través de resistores de valores diferentes. Uno de los resistores determina el tiempo de subida y el otro, el tiempo de bajada. En nuestro proyecto no haremos uso de esta posibilidad, dejando desconectada la entrada FSK, y lo mismo ocurre con el pin 8 del VCO. Las características operacionales del XR2206 y los valores de los componentes usados son los siguientes: Tensión de alimentación entre 10 y 26V. Corriente de alimentación entre 12 y 17mA. Frecuencias de operación entre 0,1Hz y 1MHz. Estabilidad de temperatura de 10 a 50ppm/Cº. Estabilidad en amplitud ±0,5dB: de 0,5Hz a 1MHz.

Impedancia de salida del amplificador: 6.000. Linealidad de la se- ñal triangular: mejor que 1%. Distorsión de las señales senoidales: inferior a 0,4%. Amplitud máxima de las señales triangulares: 3V. Amplitud máxima de las señales senoidales: 0,8V. Valor recomendado del potenciómetro de sime- tría: 47k Ω. Valor recomendado del ajuste de distorsión: 470 Ω. Valor de C: entre 1nF y 100µF. Niveles de comando de la entrada FSK: 0,8 a 2,4V. Impedancia de entrada AM: 50 a 100k Ω. Con estos datos resulta bastante simple hacer modificaciones en el proyecto original. En la figura 1 tenemos el diagrama completo de nuestro generador de funciones de 4 bandas y 3 formas de onda, incluyendo una fuente de alimentación estabilizada de 12V. La placa de circuito impreso, que incluye los jprincipales elementos del montaje, aparece en la figura 2. P1, P2, P3 y P4 son trimpots de ajuste para las funciones indicadas en el diagrama. P5 es un potenciómetro lineal, que podrá ser dotado de una escala de frecuencias con multiplicadores de acuerdo con las bandas seleccionadas por S1, que consiste en una llave de 1 polo x 4 posiciones donde son conectados los capacitores de frecuencias de las diversas bandas. P6 es un potenciómetro lineal de 100k que sirve de ajuste de amplitud de la señal de salida. La llave S2, de 2 polos x 3 posiciones, rotativa, sirve para seleccionar la forma de onda de la señal generada. Los resistores son todas de 1/8 ó 1/4W.

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Figura 2

El led indicador de funcionamiento es opcional. El integrado CI-2 forma el sector de alimentación estabilizada. Podemos usar en su lugar el 7815, o incluso el 7818 para mayor tensión de alimentación, con las debidas alteraciones en la tensión de secundario del transformador. El transformador tiene bobinado primario de acuerdo con la red local y secundario de por lo menos 250 mA. Los electrolíticos son de 16V ó más, excepto C1 que debe ser para 25 ó 26V. Los diodos son los 1N4002 ó equivalentes y el fusible es de 150 mA o cercano a esto. Para la salida de señal sugerimos el empleo de un conector, con la preparación de un cable blindado con pinzas cocodrilo, de modo de facilitar el

Para el integrado XR2206 sugerimos el uso del zócalo DIL de 16 pins. Un pequeño disipador de calor es recomendable para el integrado regulador de tensión. Para verificar las escalas será interesante usar la salida rectangular conectada a la entrada de un buen frecuencímetro. Las variaciones que puedan ocurrir en los valores previstos se deben, básicamente, a las tolerancias de los capacitores. Si posee un buen capacímetro podrá seleccionar en un lote los que tengan valores más cercanos a los pedidos por la lista de materiales y, así conseguir mayor precisión para las frecuencias. El ajuste de la amplitud puede hacerse con la salida rectangular o triangular conectada a la entrada de un osciloscopio calibrado. En este caso, los valores máximos pueden ser ajustados conforme a la necesidad del trabajo de cada uno. El mismo osciloscopio va a ser útil en los ajustes de simetría y distorsión. El ajuste de distorsión opera con la salida senoidal, mientras que el ajuste de simetría opera con al salida rectangular. El ajuste de offset determina el nitrabajo de inyección de las señales en vel de señal de reposo en la salida del equipos a prueba. XR2206. Los capacitores de frecuencia, de Después de todos los ajustes sólo C3 a C6, deben ser de buena calidad, queda pensar en usar el generador, para obtener mejor precisión en las se- observando que su salida es de alta ñales generadas. impedancia . ✪

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CD: “Kit de Trabajo con Componentes Electrónicos” Posee Archivos tanto de multímetro como de osciloscopio; además, un programa que ayuda a la reparación de receptores de TV. Como obsequio se entrega un Manual de Características y Reemplazos de 96. 000 Componentes, un archivo que explica cómo construir circuitos impresos por computadora utilizando el programa KBAN. También se entregan una serie de programas sharewares que sirven para que una computadora se comporte como osciloscopio, analizador lógico, generador de funciones, contador y frecuencímetro. También trae un DEMO completo del programa MULTISIM, nuevo laboratorio vir tual de la empresa Interactive Lab. Pídalo en nuestras oficinas o al teléfono (011) 4301-8804. Su costo (promoción) es de $15 para socios del Club Saber Electrónica.

Analizador Dinámico

A NALIZADOR D INÁMICO I NÁMICO

E

xisten muchos instrumentos de construcción relativamente sencilla que son de gran utilidad en la mesada del técnico o del armador de aparatos electrónicos. Entre esos instrumentos destacamos el amplificador -seguidor de señales, que sirve para una infinidad de trabajos relacionados con las pruebas de transductores y el análisis de circuitos de audio. El amplificador seguidor de señales que describiremos presenta características ex- celentes con entradas de impedancia alta y baja y óptima sensibilidad.

Tensión de alimentación: 6 Volt Potencia (máx.): 100mW Corriente máxima de consumo: 50mA Sensibilidad en la entrada E1: 100mV Sensibilidad en la entrada E2: 5mV Número de transistores: 5

El aparato puede usarse para: Reparación de radios: • Seguidor de señales de audio • Prueba de altoparlantes • Ajuste Reparación de aparatos de sonido: • Seguidor de señales de audio • Prueba de fonocaptores y cabe- zas grabadoras Prueba de transductores: • Prueba de micrófonos • Prueba de bobinas captadoras te- lefónicas

Un buen amplificador de audio es útil en la bancada porque puede servir para la prueba de transductores diversos como micrófonos, fonocaptores y hasta para acompañar las señales de la radio o del grabador, funcionando como seguidor se señales. Pero lo que podemos considerar Lo que se tiene básicamente es un un "buen" amplificador de audio para amplificador con salida en simetría usar en la mesada es muy diferente de complementaria usando transistores lo que debería ser para escuchar en al- de uso general, de baja potencia. El ta fidelidad. Un buen amplificador para par complementario de salida está forla casa, con decenas de watts y hasta mado por un BC548 y un BC558, que centenas, es carísimo, mientras que proporciona alrededor de 100 mW con para una prueba en el taller como se- alimentación de 6V. guidor de señales un buen amplificaLa excitación proviene de un dor no necesita más que unas decenas BC548 y también tenemos otro transiso centenas de miliwatts y eso resulta más económico. En realidad el costo va a depender más de la terminación deseada (caja, panel, accesorios) que del propio circuito. El amplificador seguidor de señales que proponemos es un instrumento de trabajo y no debe confundirse con el que se utiliza en alta fidelidad ni como parte del equipo de sonido. Sus características dejan bien en claro esta Figura 1 finalidad:

tor de uso general como preamplificador de audio. En este transistor tenemos la primera entrada de impedancia mediana (alrededor de 10kΩ) que permite la aplicación de señales de baja intensidad y la realización de pruebas con transductores de impedancia alta y mediana. La llave conmutadora S1 permite la conexión de una etapa adicional de preamplificación con entrada de baja impedancia. Esta entrada E2 permite que se efectúen pruebas con transductores de baja impedancia como los micrófonos, bobinas captadoras telefónicas, cabeza lectora de grabadores y hasta altoparlantes usados como micrófonos. El potenciómetro P1 actúa como control de sensibilidad y volumen, de modo de obtener una buena excitación de salida sin distorsión. Todos los componentes usados en el montaje son muy comunes y no hay problema para obtenerlos. En la figura 1 tenemos el diagrama completo del amplificador seguidor de señales con dos puntas de prueba. La placa del circuito impreso se muestra en la figura 2. Este tipo de montaje es el mejor, dada la sensibili-

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