Oscillatore not

Oscillatorenot

E’ possibile realizzare un’oscillatore anche usando porte not, le not sono delle porte logiche e come tutti i circuiti logici lavorano solo tra tensioni alte e basse cioè 0V oppure +Vcc, abbiamo quindi a che fare con circuiti digitali, esistono in commercio diverse porte logiche con diverse funzioni, le not danno uscita negata rispetto all’ingresso, cioè se in ingresso do un segnale basso cioè circa 0V in uscita avrò una tensione alta cioè Vcc, vale anche il contrario.

Le not vengono usate nei calcolatori o nei microprocessori per particolari operazioni aritmetiche, di solito si trovano già pronte in circuiti integrati, per esempio nello schema si può vedere un classico circuito integrato molto usato per applicazioni didattiche, chiamato 74hc04, un’altra sigla è il cd4009, ogni costruttore usa tecnologie e formati a volte anche diversi fra loro, di solito ci sono dei mosfet complementari in configurazione invertente (tipo amplificatore audio) e la corrente in uscita è di pochi milliampere di solito, ovviamente siccome sono mos o transistor, per funzionare vanno anche alimentati, sarà banale ma spesso si dimentica di farlo pensando solo al circuito, quindi il gnd ground va a massa o 0V mentre il + va a Vcc, l’alimentazione è attorno ai 5V.

Ora che sappiamo cos’è una not vediamo il funzionamento, in pratica ci sono queste due not, una in serie all’altra, immaginiamo il condensatore scarico e supponiamo la prima not con tensione in ingresso bassa, la sua uscita sarà quindi alta (negata), l’uscita della prima è anche l’ingresso della seconda, quindi l’uscita della seconda not sarà ancora negata cioè bassa, in pratica il segnale in ingresso viene negato due volte, e agli estremi c’è sempre la stessa tensione.

Il condensatore si trova praticamente collegato fra l’ingresso della prima e l’uscita della seconda cioè con la stessa tensione fra 0V e 0V in questo caso. Fin qua nulla di troppo complicato, ora siccome c’è una resisitenza R che collega l’ingresso della prima not con la sua uscita alta, c’è un’instabilità e scorrerà una piccola corrente al condensatore che a lungo andare si caricherà e prima o poi si troverà ad un valore di tensione alto.

Appena il condensatore sarà carico a circa 5V, l’ingresso della prima not lo riconoscerà come segnale alto e darà uscita bassa e la seconda not darà uscita alta (+5V), quindi in queste condizioni il condensatore si ritroverebbe con le stesse tensioni ai suoi capi ma avendo accumulato una certa tensione, data del ciclo precedente (5v), la tensione in ingresso della prima not vedrà 10V (5+5), questi 10V scenderanno lentamente per via della resisitenza che è praticamente in parallelo al condensatore, scaricandolo lentamente da 10V a 0V.

Il capo destro del condensatore è a +5V mentre l’altro capo sta quindi scendendo lentamente a 0V, la not già sui 0,3V riconosce come segnale basso e manda l’uscita alta, a questo punto la seconda not nega e manda uscita bassa e a questo punto tutto il ciclo ricomincia e prosegue all’infinito.

Nei cicli successivi al primo la tensione in ingresso alla not varierà tra i -5V e i +10V quindi occhio a non esagerare con l’alimentazione delle not, 5V bastano e avanzano.

I valori R e C possono impongono la frequenza di oscillazione, diminuendoli aumenta la frequenza, viceversa aumenta, il condensatore dovendo sopportare anche tensioni inverse non deve essere polarizzato, altrimenti potrebbe gonfiarsi o esplodere, siccome la corrente di uscita delle porte logiche è molto bassa (circa 2mA), se non bastasse, si potrebbe rinforzare con un tranistor quale un bc368 o bc635 o simili, questo circuito potrebbe essere utile per generare tensioni maggiori rispetto a quelle del generatore, con il rendimento del condensatore, basterebbe aggiungere uno o più diodi in uscita, un saluto e alla prossima.

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