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Osciladores digitales y circuitos generadores de señal de reloj
- 1. UNIVERSIDAD DE CIENCIAS COMERCIALES UCC MANAGUA FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERIA EN INFORMATICA Y TELECOMUNICACIONES ELECTRÓNICA DIGITAL Msc.Ing. Monica Centeno
- 2. UNIDAD IV: Circuitos Generadores de Señal de Reloj CONTENIDO POR UNIDADES. 1. Circuito Oscilador con Compuertas (lógicas y Schmitt) 2. VCO (Oscilador Controlado por Voltaje) 3. Circuito Oscilador con el I.C 555 Circuitos Astables y Monoestables
- 3. Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos o cuasiperiódicos en un medio, ya sea un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X, rayos gamma, rayos cósmicos). En electrónica un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente alterna de una determinada frecuencia.1 Dicho de otra forma, es un circuito que es capaz de convertir la corriente continua en una corriente que varía de forma periódica en el tiempo (corriente periódica); estas oscilaciones pueden ser sinusoidales,2 cuadradas, triangulares, etc., dependiendo de la forma que tenga la onda producida. Un oscilador de onda cuadrada suele denominarse multivibrador y por lo tanto, se les llama osciladores solo a los que funcionan en base al principio de oscilación natural, constituidos por una bobina L (inductancia) y un condensador C (Capacitancia), mientras que a los demás se le asignan nombres especiales. Un oscilador electrónico es fundamentalmente un amplificador, cuya señal de entrada se toma de su propia salida a través de un circuito de realimentación. Se puede considerar que está compuesto por: ● Un circuito cuyo desfase depende de la frecuencia. Por ejemplo: ○ Oscilante eléctrico (LC) o electromecánico (cuarzo).
- 5. ¿Qué son las compuertas lógicas Schmitt Trigger? Las compuertas Schmitt Trigger son dispositivos que se utilizan para convertir señales imperfectas, lentas o con ruido en señales digitales bien definidas, rápidas y sin ruido. Realizan las mismas funciones lógicas de las compuertas comunes pero poseen ciertas características distintivas especiales.
- 6. Sus características las hacen muy útiles en numerosas aplicaciones donde se presentan problemas con señales mal definidas, distorsionadas o ruidosas. Las compuertas operan como compuertas comunes, pero se caracterizan por poseer una propiedad llamada histéresis que las hace inmunes al ruido y les permite trabajar con señales digitales no ideales. Una compuerta Schmitt-trigger entrega siempre una onda cuadrada a la salida, sin importar la forma de onda de la señal de entrada.
- 8. Circuito Oscilador con Compuertas (lógicas y Schmitt)
- 9. Circuitos generadores de clock. Introducción. Es necesario en muchos circuitos electrónicos digitales, emplear algún tipo de sincronización para realizar tareas como: transferencia de datos, control de procesos, etc. Para ello se emplean circuitos generadores de señal del tipo onda cuadrada con ciclo de trabajo que puede ser al 50% u otro valor. Dichos circuitos son en esencia osciladores que proveen una señal generalmente denominada CLOCK ( reloj), con niveles lógicos adaptados a la lógica utilizada en cuestión ( TTL, CMOS, ECL, etc.). Una posible clasificación de los mismos puede ser la siguiente: Osciladores fuertemente alineales Osciladores alineales
- 10. Se emplea como compuerta inversora, un simple inversor ó compuerta NAND ó compuerta NOR con las entradas que no se utilicen conectándolas a un nivel lógico adecuado ( en NAND a “1” y en NOR a “0” lógico). El tipo de entrada de estas compuertas debe ser del tipo Schmitt Trigger. Este arreglo provee una buena conformación de la señal de salida ya que la curva de transferencia de tales dispositivos.
- 11. Osciladores fuertemente alineales: Dentro de esta clasificación encontramos a los osciladores del tipo de relajación. Comunmente se construyen a base de una compuerta inversora y componentes externos del tipo resistencia – capacitor, a fin de lograr mediante técnicas de carga y descarga de este último, generar transiciones de un nivel lógico a otro en forma periódica, en tiempos perfectamente definidos y ajustables. En la figura 1 vemos un ejemplo de esto:
- 12. VCO (Oscilador Controlado por Voltaje) Un Oscilador controlado por tensión o VCO (Voltage-controlled oscillator) es un dispositivo electrónico que usa amplificación, realimentación y circuitos resonantes que da a su salida una señal eléctrica de frecuencia proporcional a la tensión de entrada. Típicamente esa salida es una señal senoidal, aunque en VCOs digitales es una señal cuadrada. Cuando la entrada es 0V, el VCO tiene una señal con una frecuencia llamada frecuencia libre de oscilación y ante variaciones de la entrada, sube o baja la frecuencia de su salida de forma proporcional. Una aplicación típica de los VCO es generar señales moduladas en frecuencia (FM). También son usados como parte de Bucles de enganche de fase. Suelen emplearse en aplicaciones electrónicas de comunicaciones. En su construcción pueden emplearse distintos dispositivos, siendo los más habituales los diodos varicap y los cristales de cuarzo. Este tipo de osciladores suele presentar problemas debido a que los cambios de temperatura (humedad) afectan a la afinación del mismo.
- 13. Circuito Oscilador con el I.C 555