11.1 Disparador de SchmittLa figura 11-1 muestra la grfica de voltaje de entrada contra el voltaje de salida de un Disparador Schmitt TTL tpico. A medida que aumenta el voltaje de entrada, la salida permanece en el nivel Bajo o valor 0 hasta que el voltaje de entrada tenga un valor aproximado de 1.8 V. en este umbral superior, la salida salta al valor lgico 1. Cuando el voltaje de entrada cae, la salida no regresa al valor lgico 0 sino hasta que el voltaje de entrada tenga un valor menor que el umbral inferior, que es aproximadamente 0.8 V. la diferencia entre los umbrales superior e inferior recibe el nombre de Histresis del disparador de Schmitt y, para un disparador de Schmitt es la grfica de la figura 11-1, tal como se muestra en la compuerta no inversora que aparece en la parte derecha de la figura.

Figura 11-1 Grfica de voltaje de salida contra voltaje de entrada de un disparador de Schmitt11.2 Uso de un disparador de Schmitt para convertir una onda irregular en cuadradaEl hecho de que el disparador de Schmitt tenga histresis es la razn por la que puede utilizarse para obtener una cuadra a partir de otra onda, como la senoidal. Conforme aumenta el voltaje de entrada y sobrepasa el umbral superior, el voltaje de salida cambia de estado. El estado no cambiar de nuevo hasta que el voltaje de entrada tenga un valor menor que el umbral inferior. Lo anterior se ilustra en la figura 11-2, en la cual se utiliza un disparador de Schmitt inversor.Ntese que el voltaje de entrada solo desciende hasta -0.7 V con respecto a tierra. Esto se debe a que la parte inferior de la onda senoidal ha sido recortada por los diodos de recorte de la entrada del CI 7414. Para proteger el diodo de recorte, se emplea un resistor limitador de corriente para introducir la onda senoidal.

La habilidad del disparador de Schmitt para producir una onda cuadrada a partir de una senoidal puede emplearse para obtener seales de reloj de 60 Hz y 120 Hz muy precisas a partir de la red de energa elctrica de CA.

Figura 11-2 Uso de un disparador de Schmitt para obtener una onda cuadrada a partir de una senoidal.

Figura 11-3

Las compaas generadoras de energa elctrica deben mantener con gran precisin la frecuencia de 60 Hz de la red. Esta frecuencia puede emplearse con facilidad en aplicaciones digitales. La figura 11-3 muestra tres mtodos para convertir una onda senoidal de Ca en una onda cuadra digital con niveles TTL.11.3 Reloj con Disparador de SchmittUn reloj es un oscilador o, como se conoce en ocasiones, un multivibrador astable y se utiliza en un circuito digital. La figura 11-4 muestra un reloj sencillo construido a partir de un disparador de Schmitt 7414. Cuando el punto A (que es la salida del inversor) tiene un nivel ALTO o 1 lgico, el capacitor se encargar a travs del resistor de 1Kohm y la entrada TTL como se muestra en la figura 11-5A. Cuando el voltaje del capacitor alcanza el umbral superior del disparador de Schmitt, la salida del inversor cae a un voltaje 0, o nivel lgico 0. Esto hace que el capacitor se descargue a travs del resistor de 1 Kohm, como se muestra en la figura 11-5B. Cuando el voltaje en el capacitor desciende hasta el umbral inferior, la salida del inversor cambia de nuevo a 1 lgico. Completando con esto un ciclo de reloj, como se muestra en la figura 11-5. Ntese que el capacitor se carga con una rapidez mucho mayor que con la que se descarga. Lo anterior se debe que la carga de ste se hace a travs del resistor de 1 Kohm y la entrada TTL del inversor, pero slo puede descargarse a travs del resistor de 1 Kohm, proceso que es ms lento.

Figura 11-4 Reloj con un disparador de Schmitt.

Figura 11-5 Un ciclo del reloj con disparador de Schmitt inversorLa frecuencia del reloj depende de la constante de tiempo RC de carga y descarga. Dado que la entrada del inversor TTL es una carga de suministro que ayuda a cargar al capacitor, el resistor no puede ser mucho mayor que 1 Kohm ya que de lo contrario el voltaje de descarga nunca ser menor que el umbral inferior del disparador de Schmitt. Por consiguiente, es necesario mantener el resistor R con un valor prximo a 1 Kohm, pero el valor de C puede cambiarse, con lo que cambiar la constante de tiempo RC para la carga y descarga. La frmula para la frecuencia de reloj, como una funcin del valor del capacitor y suponiendo que R es de 1 Kohm, es:

El segundo inversor se emplea como compuerta de aislamiento de corriente para excitar otros circuitos, sin afectar el funcionamiento del circuito de reloj.El oscilador con un Disparador de Schmitt inversor CMOS 74C14. Al emplear un inversor CMOS, la impedancia de entrada es muy grande (alrededor de 10 M ohm), lo que significa que la entrada no acta como carga de suministro, como sucede con el inversor TTL. Lo anterior significa que el resistor que se emplea en el circuito RC puede tener casi cualquier valor. Un disparador de Schmitt CMOS tpico tiene una histresis cercada a 2 volts cuando el voltaje de la fuente de alimentacin es de 5 V. El voltaje de histresis se vuelve ms grande a medida que el voltaje de alimentacin aumenta. La frmula para la frecuencia aproximada del oscilador con disparador de Schmitt CMOS es la siguiente. Ejemplo: calcule el valor del capacitor para un oscilador de 2 KHz construido a partir de un circuito con disparador de Schmitt similar al de la figura 11-4.Solucin:El clculo puede hacerse con la formula dada en el texto.

El resistor debe ser de 1 K ohm, y la frecuencia final ser aproximadamente de 2 KHz debido a las diferencias en las impedancias de entrada del disparador de Schmitt invesor.Autoevaluacin para las secciones 11.1, 11.2 y 11.31. cul ser la frecuencia aproximada del oscilador con disparador de Schmitt de la figura 11-4 si el capacitor tiene un valor de .15 microfarad? [3]2. Dibuje las formas de onda de la entrada y salida de un disparador de Schmitt inversor utilizado para obtener una onda cuadrada a partir de una senoidal. [2]3. cul es la histresis tpica de un disparador de Schmitt TTL? [1]11.4 Uso como reloj del temporizador 555El temporizador 555 es un CI temporizador de propsito general que puede emplearse en muchas aplicaciones. Para comprender su funcionamiento, primero es necesario entender la operacin de un comparador de voltaje formado por un CI amplificador operacional. La figura 11-6 muestra un CI comparador de voltaje LM339. En este CI existen cuatro comparadores, cada uno con dos entradas, una marcada con + y la otra marcada con -. Cada comparador tambin tiene una salida de colector abierto que no es comn en la mayora de los amplificadores operacionales, lo que se debe a

Reloj construido con un Disparador Schmitt inversor

El osciloscopio muestra la forma de onda de la salida en la traza superior de un oscilador con disparador de Schmitt, tal como el de la figura 11-4. La traza inferior muestra el aumento y disminucin del voltaje en el capacitor entre los umbrales inferior y superior del disparador de Schmitt inversor.