Texto extraído do site INCB - www.newtoncbraga.com.br

Divisor Programável de Frequência (ART2300)

Eis um aparelho de utilidade para todos que realizam projetos de eletrônica digital: um divisor de frequência que pode ser programado para fazer divisões de 1 a 9 e que possui saídas de nível ajustável e fixo. A frequência máxima de operação do circuito é de 3 MHz e com interfaceamento apropriado podemos excitar circuitos TTL ou CMOS. Uma expansão do projeto original permite a realização de divisões por números maiores.

O que se pode fazer com um divisor programável de frequência numa bancada de projetos digitais?

Uma aplicação possível é a diminuição da velocidade de processos para que possam ser monitorados ou controlados com maior facilidade.

Outra possibilidade consiste na obtenção de sinais de osciladores de precisão fixos para excitação de circuitos TTL ou CMOS em frequências mais baixas, alterando assim sua capacidade de operação.

O divisor que apresentamos, conjugado a outros equipamentos pode ser de grande utilidade numa bancada de trabalho de eletrônica digital.

O circuito possui duas saídas: uma de sinal com intensidade fixa para excitação de outros circuitos CMOS, e outra com sinal de intensidade ajustável entre 0 e o nível de tensão fornecido por um CMOS alimentado por12 V, que serve para excitação de outros tipos de equipamentos como, por exemplo, provas de áudio, calibração de osciloscópios etc.

A fonte de alimentação de12 V x1A pode ser usada para alimentar circuitos de prova externos, o que significa maior utilidade para o aparelho.

 

O CIRCUITO

A base do circuito é um integrado 4017 que consiste num contador divisor por10 com saídas de1 a10.

A aplicação básica deste integrado é a divisão por 10 de uma frequência ou o fornecimento de pulsos sequenciais, mas se ligarmos a uma determinada saída a entrada de reset (pino 15) podemos facilmente alterar o ciclo de operação do integrado.

Assim, se a chave S2 do aparelho estiver na posição que corresponde à quarta saída (dividido por 4), no quarto pulso de entrada o nível do pino 10 vai a 1, ressetando o integrado, produzindo um pulso de saída e ao mesmo tempo iniciando um novo ciclo.

Nesta posição, o circuito "conta até 4", o que quer dizer que a cada 4 pulsos de entrada temos sempre 1 de saída.

Na posição que divide por 7, a cada 7 pulsos de entrada temos o reset e um pulso de saída.

O mesmo ocorre com as demais posições da chave.

Com uma alimentação de 10 V a frequência máxima de operação é de 5 MH2; no entanto, o limite prático de operação deste circuito está em torno de 3 MHz.

No circuito, as portas Cl-3a e CI-3b isolam a saída do reset e proporcionam um pulso "reforçado" para a saída.

P1 dá acesso à saída B, que é a de intensidade variável, enquanto a saída A é compatível CMOS.

Na figura 1 damos alguns circuitos que permitem o interfaceamento tanto da entrada como saída no caso de tecnologias diferentes: TTL para CMOS e vice-versa.

 

Figura 1 – Circuitos de interfaceamento
Figura 1 – Circuitos de interfaceamento

 

 

O integrado CI-1, um 7812, proporciona uma tensão regulada de saída de 12 V sob corrente de até 1 A, o que permite a alimentação de mais circuitos.

Este integrado deverá ser dotado de um radiador de calor.

Um segundo integrado, ligado conforme mostra a figura 2, pode ser acrescentado para permitir também a alimentação de elementos TTL.

 

Figura 2 – Fonte TTL e CMOS
Figura 2 – Fonte TTL e CMOS

 

 

Este integrado também deverá ser montado em radiador de calor e a corrente máxima disponível é de 1A.

O LED vermelho serve de monitor para o funcionamento do circuito.

Na figura 3 damos o diagrama completo do divisor de frequências.

 

Figura 3 – Diagrama do divisor
Figura 3 – Diagrama do divisor

 

 

MONTAGEM

A montagem deverá ser feita em placa de circuito impresso, a qual será instalada numa caixa apropriada.

. Na figura 4 damos uma sugestão para essa placa.

 

   Figura 4 – Placa para a montagem
Figura 4 – Placa para a montagem

 

 

O transformador, o potenciômetro e a chave seletora são elementos que devem ser fixados na caixa, assim como o LED indicador que ficará no painel.

Para os integrados sugerimos a utilização de soquetes DIL. Os resistores são de 1/8 W e os capacitores com tensões de 16 ou 25 V. O capacitor C3 pode ser cerâmico ou de poliéster.

Para as entradas devem ser usados jaques P2 e fios blindados ou pontes com parafusos.

A chave seletora (S2) deve ser de 1 polo x 9 posições do tipo rotativo. Se uma chave de mais posições for usada, as excedentes podem ser deixadas livres.

O transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 12 +12 V ou 15 +15 V x 1 A.

 

PROVA E USO

Para provar a unidade você pode utilizar um oscilador de baixa frequência com um 555, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5 – Oscilador de prova
Figura 5 – Oscilador de prova

 

 

Este oscilador produzirá pulsos de excitação que poderão ser monitorados através de um LED em série com um resistor ligado à saída do circuito divisor.

De acordo com o número escolhido para a divisão em S2 teremos a razão entre as piscadas dos dois LEDs (LED 1 e 2).

Assim, se a divisão for por 5, a cada 5 pulsos do LED1 teremos 1 pulso do LED2, que podem ser perfeitamente “conferidos" visualmente ajustando- se o potenciômetro do oscilador para uma velocidade lenta, algo assim como 1 a 2 Hz.

Comprovado o funcionamento é só utilizar, lembrando os níveis de excitação e saída:

Para excitação: amplitude mínima 10 V - sinal retangular;

Para saída: amplitude em A - 10 a 12 V, e em B - ajustável entre 0 e 10/12V.

Para operar com outras formas de onda na entrada será preciso acrescentar um circuito disparador (trigger) apropriado.

 

CI-1 - 7812 - circuito integrado regulador de tensão

CI-2 - CD4017 - circuito integrado CMOS

CI-3 - CD4001 - circuito integrado CMOS

LED - LED vermelho comum

D1, D2 - 1N4002 ou equivalente diodos retificadores de silício

F1 – 500 mA - fusível

S1 - interruptor simples

S2 - chave rotativa de 1 polo x 9 posições

P1 – 10 k - potenciômetro linear

R1 - 1k5 - resistor (marrom, verde, vermelho)

R2, R3 – 22 k - resistor (vermelho, vermelho, laranja)

C1 – 1 000 uF - capacitor eletrolítico

C2 ~ 47 uF - capacitor eletrolítico

C3 – 100 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

T1 - transformador com primário de y acordo com a rede local e secundário de 12+12 V ou 15+15 V e 1A de corrente

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem knobs para a chave e P1, suporte para fusível, radiador de calor para CI-1, jaques ou barras de ,terminais de parafusos para entrada e saída, cabo de alimentação, fios, solda etc.