Como hemos notado en los dos capítulos anteriores los flip-flops, los contadores y los registros necesitan recibir una señal de reloj para poder cumplir su función en los circuitos secuenciales. Los circuitos mas conocidos para desempeñar la función de reloj son los llamados osciladores o generadores de pulso.
Los osciladores son circuitos que cambian el estado de sus salidas permanentemente entre dos estados lógicos (1 lógico y 0 lógico). Por esta razón estos circuitos son útiles para generar señales de reloj para los Circuitos Secuenciales Sincrónicos.
Existen varios osciladores que se pueden construir para generar señales de reloj, mediante el uso resistencias, condensadores, inversores y compuertas. En la Figura 6.6.1 se observan algunas configuraciones que se pueden implementar haciendo uso de estos elementos. El esquema de la figura 6.1.1 (a), es un circuito generador de pulsos sin rebote y opera de forma manual. En la posición (1) la salida será 0 lógico y cuando el interruptor se ubica en la posición (2) la salida es 1 lógico.
En las figuras (b) y (c) se muestran dos circuitos generadores de pulso que se pueden implementar usando inversores y compuertas. La frecuencia de oscilación ed setoas circuitos depende básicamente de los valores de la resistencia y el condensador.
Para este tipo de circuitos se recomienda el uso de circuitos CMOS de la serie B, ya que estos tienen tiempos de conmutación menores.
Figura 6.6.1. Circuitos generadores de clock
A continuación se estudiaran dos tipos de osciladores cuyo uso es muy difundido en Electrónica Digital. Se mencionaran los aspectos básicos sobre su montaje sin tratar de explicar su funcionamiento, dejando como ejercició para el estudiante analizar su operación.
Oscilador con Disparador de Schmitt
En la Figura 6.6.2 se observa la configuración de este oscilador. La salida Vo es una onda aproximadamente cuadrada y su forma depende de los valores de R y C. En la Tabla 6.1.1 se observa la relación entre los valores de R y C con la frecuencia para tres tipos de integrados con inversores tipo Schmitt, junto con los rangos de valores que debe tener R para que el circuito oscile.
Figura 6.6.2. Oscilador con disparador de Schmitt
| Integrado | Frecuencia | Valor de R |
|---|---|---|
| 7414 | 0.8/RC | R £ 500W |
| 74LS14 | 0.8/RC | R £ 2W |
| 74HC14 | 1.2/RC | R £ 10MW |
Tabla 6.6.1. Frecuencia de oscilación según R y C
Multivibrador Astable con CI-555
El CI-555 es un dispositivo de tecnología TTL que funciona de varios modos. En la Figura 6.6.3 observamos la manera de conectar los componentes al Circuito Integrado de forma que opere como un Multivibrador Astable. La frecuencia de oscilación de la señal de salida depende de los valores de las resistencias RA, RB y C.
Figura 6.6.3. Multivibrador astable con CI-555
La señal de salida de este circuito es una onda cuadrada de las características que se indican en la Figura 6.6.4, donde los tiempos t1 y t2 están dados por las siguientes expresiones:
Figura 6.6.4. Señal de salida del CI-555
El periodo y al frecuencia de esta senal estan dados por:
Para que el circuito oscile es necesario que se se cumplan ciertos rangos para los valores de las resistencias y el condensador, los cuales se relacionan a continuación.
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