Curso de Electronica Industrial 6

8/9/2019 Curso de Electronica Industrial 6

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ELECTRNICA INDUSTRIAL Pgina 1

TEORA

ELECTRNICA

INDUSTRIALENVO 6

Prohibida la reproduccin total o parcial de esta leccin sin autorizacin de sus editores, derechosreservados


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OSCILADORES

Con circuitos electrnicos pueden generarse seales alternas de una gran variedad deformas de onda en un amplio intervalo de frecuencias. De hecho los osciladores detransistores constituyen una forma eficaz de generar tensiones a frecuencias elevadas.

Se emplean mucho en emisoras de radio y TV, calentamiento dielctrico y porinduccin, y en instrumentos electrnicos destinados a fines de medida de tiempo ycomprobaciones.

Un oscilador convierte la potencia suministrada por las fuentes de alimentacin detensin continua en potencia de una corriente alterna que tenga las caractersticas deseadas

La oscilacin puede lograrse mediante una realimentacin positiva, la cual origina unseal de salida sin que exista seal de entrada.

En el caso de oscilaciones sinusoidales se disea la red de realimentacin de maneraque se cumpla el criterio deBARKHAUSEN, para una sola frecuencia. El criterio deBARKHAUSEN exige que la rotacin de fase total de la seal r ealimentada sea de 360grados y este ser el factor fundamental en la determinacin de la frecuencia de oscilacinAdems la ganancia del amplificador ha de ser suficientemente grande para asegurar que lsalida sea igual a la unidad a fin que se mantenga n las oscilaciones.

Para iniciar las oscilaciones no es preciso suministrar seal de entrada. Las tensiones druido aleatorio o los transcientes que acompaan la aplicacin de las tensiones dealimentacin son suficientes para iniciar el proceso de realim entacin.

Si enfocamos la oscilacin desde otro punto de vista, preguntndonos primero que sonlas oscilaciones, diremos que est oscilando cualquier cosa que se balancee hacia atrs delante de manera uniforme. Un columpio movindose atrs y adelanteoscila. Elpndulo que se balancea en el relojoscila.

ALGUNOS OSCILADORES COMUNES

Si nos fijamos en el pndulo, cuando en su balanceo alcanza el extremo de la izquierdase detiene momentneamente y toda su energa queda acumulada en forma de energpotencial. A medio camino de su balanceo, se mueve con su velocidad mxima y toda senerga se ha convertido en energa cintica. Cuando cumple su balanceo alcanzando e


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extremo de la derecha, vuelve a detenerse momentneamente y toda su energ a pasa dnuevo a la forma potencial. Podemos representar grficamente este movimiento mediante mitad de una onda senoidal, cada uno de los cuyos puntos representa la velocidad en un

instante dado.Se consideran positivas las velocidades hacia la derec ha.

Como que el balanceo de retorno de derecha a izquierda es la inversin del sentido demovimiento, la segunda mitad de la curva senoidal se representa por debajo de la lnea. Polo tanto, un ciclo completo de la oscilacin del pndulo p uede representarse por un ciccompleto de la onda senoidal.

Se fijo usted alguna vez que en un recorrido completo dura el mismo tiempo que otrorecorrido cualquiera. Usted puede representar grficamente tres ciclos del balanceo de lsiguiente manera: el tiempo T1 y T3 es el mismo que entre T3 y T5 y T7, como se ve mabajo en la figura siguiente.

Tambin es igual es tiempo en los diferentes semiciclos (T1 a T2, T2 a T3, etc.).

Los relojes de pndulo y los relojes de volante sealan la hora con precisin porque etiempo que dura cada oscilacin del pndulo o del volante es igual entre un ciclo y otroEsto es verdad tanto para la sptima oscilacin como para la primera. Ahora ya comprend


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qu se quera decir al referirse que un oscilador se mueve atrs y delante de maneruniforme. Dos condiciones son necesarias para que algo oscile:

1) Debe haber movimiento atrs y adelante (vibracin).

2) El perodo de tiempo para cada movimiento atrs y delante debe ser elmismo (uniforme).

INTRODUCCIN A LOS OSCILADORES

Usted sabe que el columpio acabar por detener se balanceo. Tambin sabe que estaperdida de energa se debe a rozamiento y para compensar dicha perdida hay quesuministrar energa externa de manera uniforme.

Esta curva de la figura siguiente representa lo que ocurre cuando no se suministraenerga externa.

Esta oscilacin recibe el nombre de onda amortiguada.Es como una onda senoidal, pero la altura (amplitud) de los ciclos sucesivos va

disminuyendo gradualmente. Los intervalos de tiempo se mantienen iguales.Como suministrara la energa necesaria para impedir la amortiguacin.Al empujar al nio en un columpio, no dara el empujn siguiente hasta que el

columpio, no dara el empujn siguiente hasta que el columpio hubiera com pletado su arcy estuviera a punto de invertir el sentido de movimiento. Esta aplicacin de energa en epunto preciso o en el instante preciso, est en fase con el movimiento primitivo. Paraproporcionar al oscilador la energa necesaria para mantener se perodo natural doscilacin, la fuente exterior de energa debe estar en fase con el periodo natural deoscilacin.


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Usted debe saber ahora que para mantener la estabilidad en un oscilador, se necesitan

dos condiciones:1) Se debe suministrar energa para compensar la perdida de energa en el

oscilador.2) La fuente externa que suministra energa, debe hacerlo en fase con el

perodo natural del oscilador.

EL OSCILADOR ELECTRNICO (L C)

Un oscilador electrnico es un circuito sencillo, consta de un condensador y una bobinconectados en paralelo. Para comprender como puede hacerse oscilar a un circuito asexamine lo que ocurre al cargar y descargar un condensador.

Un condensador descargado tiene igual cantidad de cargas positivas y negativas en caduna de sus placas.

Cuando se conecta este condensador a un fuente de tensin CC, una de la placas secargar negativamente y la otra se cargar positivamente.

Lo que ha ocurrido es que ahora hay ms electrones que antes en la placa negativa ymenos electrones que antes en la placa positiva. Adems el exceso de electrones en la placnegativa es exactamente igual a la falta de electrones en la placa positiva.

Poniendo en cortocircuito el condensador cargado, el exceso de electrones es atrado atravs del conductor hacia la placa positiva. Cada placa tiene de nuevo igual cantidad dcargas negativas y positivas y el condensador est descargado.


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Usted ha visto lo que ocurrira al ponerse en cortocircuito un condensador cargado.Conectando una inductancia a travs del condensador cargado, los resultados son mu

diferentes.

Usted recordar por su estudio de electricidad bsica que una inductancia tiene unapropiedad elctrica particular, que es la de poner resistencia a cualquier variacin decorriente electrnica a su travs. Usted recordar que cuando circula corriente a travs duna bobina, se genera alrededor de ella un campo magntico. Cualquier variacin de lcorriente hace que el campo magntico aumente o disminuya.

Este aumento o disminucin del campo magntico hace que las lneas de fuerza decampo magntico corten las espiras de la bobina, dando lugar a la induccin de una tensique se opone a la variacin de la corriente.

Cuando se conecta el condensador cargado a los extremos de la bo ina (ver figursiguiente), los electrones almacenados en la placa negativa no pueden precipitarse hacia lplaca positiva del condensador atravesando la bobina y la tensin en el circuito es mximTan pronto como algunos electrones atraviesan la bobina, empieza a crearse un campmagntico. Al ir aumentando este campo magntico, induce una tensin a travs de lbobina que se opone al flujo de electrones de la placa negativa. El condensador y la bobinse comportan como dos pilas conectadas en serie, per o en oposicin, es decir, positivo copositivo y negativo con negativo. En consecuencia el condensador cargado no puededescargarse de inmediato a travs de la bobina. Cuanto mayor sea la bobina, ms tarda econdensador para descargarse. Al descargarse e l condensador, el campo magntico de bobina va siendo cada vez ms intenso y la tensin contina decreciendo (caso 2 de lafigura siguiente).

El campo magntico aumenta al disminuir la carga del condensador.

Cuando el condensador se ha descargado com pletamente, toda su energa elctrica estalrededor de la bobina. Tan pronto como empieza a disminuir la corriente a travs de labobina, el campo magntico alrededor de la bobina va disminuyendo (figura siguiente esquema 3). Las lneas magnticas del campo decreciente cortan las espiras de la bobinainducen una tensin a travs de ella. Esta tensin inducida se opone a la disminucin de l


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corriente que atraviesa la bobina, y tiene polaridad contraria a la primitiva del condensadoAhora el condensador y la resistencia se comportan como dos pilas en serie, sumandotensiones, negativo con positivo. A causa de esta tensin inducida los electrones circulan

travs de la bobina en el mismo sentido.Los electrones son desalojados d la placa superior del c ondensador y obligados trasladarse a la placa inferior, a travs de la bobina.

Toda la energa del campo magntico que desaparece, hace aumentar la carga negativde la placa inferior del condensador. Cuando el campo magntico se ha anulado porcompleto, toda la energa magntica ha sido devuelta al condensador en forma de cargelctrica y la tensin entre los extremos del condensador en forma de carga elctrica, tienprecisamente polaridad opuesta a la de la carga primitiva (figura siguiente esquema 4)


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Cuando cesa la carga del condensador la bobina vuelve a cargar al condensador.Ahora que todos los electrones se han acumulado en la placa inferior del condensador

su carga es precisamente contraria a como lo era p rimitivamente. Los electrones soatrados ahora por la placa superior positiva a travs de la bobina (figura siguiente esquema 5). La anulacin de este campo magntico obliga a otros electrones de la placinferior a dirigirse hacia la placa superior. C uando el campo magntico se ha anuladcompletamente (figura siguiente esquema 6), todos los electrones vuelven a estar en laplaca superior y la situacin es exactamente la misma que cuando el condensador fuecargado por primera vez, el ciclo completo se repite por entero una y otra vez.

La energa elctrica se almacena alternativamente en forma de carga del condensador en forma de campo magntico alrededor de la bobina.

Esto es lo que significa oscilacin electrnica.El condensador vuelve a cargarse reproduciendo su estado original.

Si se conectara un osciloscopio en paralelo con la bobina y el condensador, laselevaciones y cadas de tensin apareceran como senoidales de no existir resistencia eninguna parte del circuito. Si el circuito no tuviera resistencia, las oscilaciones continuaraindefinidamente.

Sin embargo, la resistencia no puede eliminarse por completo de ningn circuito ycierta parte de la energa de oscilacin es disipada por la resistencia en forma de calorDebido a esta perdida de energa elctrica, la tensin va disminuyendo a cada oscilacinhasta que finalmente sa desaparece.


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Para hacer que las oscilaciones continen indefinidamente es necesario restituirsuficiente energa al circuito L-C (llamado circuito tanque), para vencer las prdidas debida la resistencia. Adems, esta energa elctrica debe restituirse al circuito en el momentpreciso, de manera que le de un empujn en el instante adecuado.

Este empujn electrnico corresponde al que se da un columpio en el extremo del arcrecorrido.

Una manera de proporcionar este empujn elctrico al circuito L -C es conectar unfuente de tensin a travs del condensador, precisamente en el momento en que elcondensador est llegando a su plena carga. De esta manera, puede hacerse que lasoscilaciones continan indefinidamente.

a)Tensin en el circuito L-C cuando no se suministra energa adicional despus dela carga inicial.


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b)Mtodo para vencer la prdida de tensin.

c)Tensin adicional suministrada al circuito L -C

d)Onda senoidal con energa elctrica adicional suministrada en los instantesprecisos.


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Observe que el impulso que recibe el circuito oscilador no es ms que una pequefraccin de tensin necesaria para vencer la cada de tensin provocada por la resistencidel circuito.

El circuito L-C puede generar una onda senoidal de tensin, aun cuando el impulsorecibido no se parezca en nada a una onda senoidal y aun cuando el impulso tengnicamente la duracin equivalente a una parte muy pequea del ciclo. El volante de umotor de explosin de un cilindro puede dar vuelta completa recibiendo solamente un brevempujn del pistn a cada revolucin. Esta semejanza entre el tr abajo del circuito L-C y volante del motor monocilndrico ha conducido ha utilizar la fraseEfecto de volante aldescribir las oscilaciones en un circuito L-C.

El mtodo para suministrar la energa hace falta al circuito L -C descrito en la pginanterior trabajara muy bien si existiera algn dispositivo interruptor que pudiera trabajar las frecuencias necesarias algunos osciladores tienen que trabajar a frecuencias muy altas es evidente que ningn interruptor mecnico podra trabajar a tal veloc idad.

La manera de proporcionar energa elctrica en el instante adecuado es mediante el usde un circuito de transistor.

Conectando el circuito L-C a la base de un transistor, la tensin oscilante puedeamplificarse. Si una pequea porcin de esta tens in amplificada puede realimentarse en fase adecuada, se restituir bastante energa elctrica para vencer las prdidas debido a lresistencia elctrica en el circuito L -C. El transistor usado en un circuito oscilador, no tiennada que oscile, pues quien oscila en el circuito L-C y el transistor proporciona el impulso

El transistor se usa para mantener las oscilaciones en el circuito L -C.

Los circuitos resonantes L-C se emplean frecuentemente en la red de realimentacin dlos osciladores para seleccionar la frecuencia de oscilacin.


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En general los osciladores L-C los encontramos constituidos por un amplificador y ucircuito tanque L-C (L y C en paralelo), circuito este ltimo que puede tener algunavariantes como la muestra la figura siguiente, variantes que determinan el nombre de

oscilador.a) Circuito tanque caracterstico de un oscilador HARTLEY.

b) Circuito tanque caracterstico de un oscilador COLPITTS.

c) Amplificador en disposicin de emisor comn.


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Si unimos el circuito tanque de la figura b anterior, con el amplificador de la figura canterior, obtenemos el oscilador COLPITTS de la figura siguiente.

Al unir el amplificador de la figura c anterior, con el cto. Tanque de la figura a anteriotenemos el oscilador HARTLEY de la figura siguiente.

Consideremos el oscilador HARTLEY de la figura anterior, en el que se conecta entrebase y colector (puntos a y c) un circuito resonante paralelo. En la inductancia se prcticuna toma de manera que la porcin L1 forma parte de la carga de colector, mientras el rest(L2) se encuentra en el circuito de base (est introduciendo la seal de realimentacin)Esto se consigue cortocircuitando a tierra el punto B con el condensador CA . El circuitanque es llevado a base por el condensador CB que representa un cortocircuito a la seade trabajo. Note que estos dos condensadores permiten que se conecte la malla derealimentacin y circuito tanque sin afectar las polarizaciones.

La frecuencia de resonancia la determinar la inductancia serie de L1 y L2, por lo tanto

1Fo = ------------------ = Hz 2 (L1 + L2)C

La realimentacin es negativa, lo cual significa que la tensin de fase adicional de 180del amplificador origina realimentacin positiva, tal como se precisa, con lo cual laganancia del amplificador ser necesaria para mantener las oscilaciones.


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El oscilador COLPITTS de la figura anterior a sta, es anlogo al HARTLEY, con ladiferencia de que la razn de realimentacin la determinan los valores relativos de C1 y C2

Otra manera de desarrollar la tensin de realimentacin es introduciendo un

arrollamiento secundario o arrollamiento excitador, acoplado a la inductancia.Consideremos por ejemplo el oscilador con base a masa de la figura siguiente.

La induccin mutua M entre L y el devanado excitador induce una seal derealimentacin de amplitud y fase apropiada para mantener las oscilaciones.

OSCILADOR HARTLEY

La estabilidad de frecuencia de los osciladores L-C esta determinada principalmente poel factor Q del circuito resonante. La curva de resonancia presenta un pico muy agudo y lvariacin con la frecuencia de rotacin de fase es muy rpida cuando Q es muy grande yambos factores contribuyen a la estabilidad de frecuencia del oscilador. En relacin coesto, toda resistencia equivalente conectada en paralelo con el circuito resonante hacdisminuir el Q eficaz. Por tanto, para mejorar la estabilidad de frecuencia deber re duciral mnimo el efecto de la carga sobre el circuito resonante.

La impedancia de salida del amplificador con base a masa es mayor que lacorrespondiente a las otras configuraciones. Por esto el oscilador con base a masa y laconfiguracin resonante en el circuito de colector constituye la configuracin msatisfactoria de oscilador transistorizado.

En muchas aplicaciones se precisa una estabilidad superior a la que puede obtenersecon circuitos resonantes L-C y para tal fin se emplean mucho los oscila dores de cristaCiertos materiales cristalinos, particularmente el cuarzo, presentan propiedadespiezoelctricas, es decir, se deforman mecnicamente al someterlos a un campo elctrico.


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La piezoelectricidad el cristal, la aplicacin de una fuerza entre c aras opuestas decristal aparece una diferencia de potencial. A consecuencia de esta propiedadpiezoelctrica, una lmina delgada de cuarzo provista de electrones metlicos. Vibra

mecnicamente cuando conectan dichos electrodos a un generador de tensin a lterna. Lvibraciones, a su vez, originan seales elctricas que interactan con el generador detensin.

Las vibraciones y las seales elctricas son mximas a la frecuencia propia deresonancia mecnica del cristal.

Las prdidas internas en los cristales de cuarzo resultan ser muy pequeas, por lo qupodrn alcanzarse valores de Q hasta 100.00.

Adems las constantes elctricas son tales que se pueden tener frecuencias resonanciacomprendidas entre 10 KHz y varias decenas de MHz segn sea el tamao y f orma dcristal.

Las propiedades piezoelctricas del cuarzo dan lugar a potenciales en los electrodos quse corresponden con las vibraciones mecnicas.

Esto sugiere que las caractersticas elctricas pueden representarse por un circuitoequivalente. El circuito adecuado resulta ser una combinacin serie de resistenciasautoinduccin y capacidad. A esto, debe aadirse a la capacidad elctrica del condensadoplano, constituido por los electrodos y que tiene por dialctrico el cristal. Por lo tanto, ecircuito equivalente completo de un cristal de cuarzo ser la combinacin serie / paralelindicada en la siguiente a. En este circuito equivalente L, C y R estn relacionadas con lapropiedades del cristal de cuarzo y C, es la capacidad electroesttica de los electrodos.

Son valores apropiados para un cristal de 90 KHz, L = 137 Hy, C = 0,0235 pF, R =15.000 ohm y C = 3,5 pF. El smbolo convencional para representar un cristal es uncondensador plano con el cristal entre las placas .

a) Circuito equivalente a un cristal de cuarzo

b) Smbolo convencional para esquemas de circuito.


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El circuito equivalente serie / paralelo de un cristal de cuarzo, pone de manifiesto laexistencia de una frecuencia de resonancia serie (impedancia nula) y de una frecue ncparalelo (impedancia infinita). La pulsacin para la resonancia serie:

1Ws = ------------

CL

La resonancia paralelo se presenta cuando la reactancia de C se hace igual a lareactancia resultante de la combinacin de L y C.

1Wp = ---------------- VL (1/c+1/c)

En consecuencia, la frecuencia de resonancia ser siempre mayor que la de resonanciserie si bien, como c >C, las dos frecuencias sern muy prximas, la reactancia ser capacitiva, tanto por debajo como por encima de las frecuencias de resonancia (figursiguiente).

Con el gran Q del resonador de cuarzo son posibles circuitos de osciladorextraordinariamente estables, habindose diseado una gran variedad de ellos. Puedutilizarse tanto la resonancia serie como la paralelo, si bien es ms corriente la resonanciparalelo.

Consideremos por ejemplo, el oscilador PIERCE (se muestra en la figura siguiente aesta), en el que se conecta el cristal entre base y colector. Este circuito es igual al osciladCOLPITTS, en el que se ha sustituido el circuito resonante por el cristal. La razn derealimentacin est determinada por los valores relativos de C1 y C2. la inductancia RFC(de la expresin inglesa Radio-Frecuency-Choke) instalada en el terminal de colectoconstituye una manera til de aplicar el potencial de colector sin cortocircuitar ste a maspara la frecuencia de la seal.


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Puede sustituirse por una resistencia de 10000 ohms perjudicando un poco elfuncionamiento del circuito. Tambin puede emplearse una combinacin L -C resonan

paralelo, con lo que es de esperar una cierta mejora en el funcionamiento. En este ltimcaso el circuito resonante no es ms que una impedancia de carga conveniente en el c ircude colector y no determina la frecuencia de oscilacin.

El cuarzo se emplea casi universalmente en los osciladores de cristal por ser durorazonablemente tenaz y tener un coeficiente de dilatacin trmica pequeo. La orientaciadecuada de las caras respecto a la estructura cristalina hace que la frecuencia de resonancsea independiente de la temperatura entre amplios lmites.

A consecuencia de ello puede lograrse estabilidades de frecuencia del orden de 100partes por millar. Puede conseguirse an mayor precisin colocando el cristal en un hornde temperatura regulada y practicando el vaco en el interior del receptculo del cristal a fide reducir las fuerzas amortiguadoras que ejerce el aire sobre el cristal. Tambin seacostumbra a estabilizar la temperatura del resto del circuito y emplear para el osciladouna fuente de alimentacin regulada. Para aislar el oscilador de las variaciones de carga semplean etapas amplificadoras. Estos osciladores de cristal de diseo tan precisoproporcionan un patrn de una extraordinaria precisin.

OSCILADORES R C

Un circuito oscilador sencillo por rotacin de fase o por desfasaje R C es un osciladorde un circuito no resonante con realimentacin.

La onda sinusoidal tambin puede ser obtenida usando una red R-C en lugar de una reL-C. La red R-C determina la frecuencia de oscilacin y provee alimentacin regenerativ(en fase) entre entrada y salida.

Como en el circuito a emisor comn la seal base / colector est desfasada 180, undesfasaje adicional de 180 es necesario para que la seal que retorna de la salida a laentrada se encuentre en fase.


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Esto puede ser efectuado por una red R -C consistente en tres secciones cada una de lacuales constituye con un desfasaje de 60 a la fre cuencia de oscilacin.

Un condensador solo con R = 0 proporcionara desfasaje de 90, pero como no puede

haber R = 0, pues la seal se ira a masa, se eligen las tres secciones de modo que cada unproporcione un desfasaje de 60 aproximadamente.En la figura siguiente, las tres resistencias Rb, Rf y R1 proporcionan polarizacin y

estabilizacin adecuada para el funcionamiento del oscilador. El condensador CE enparalelo con la resistencia de emisor proporciona un cambio de ms baja impedancia para corriente alterna sin alterar la polarizacin.

El comienzo de las oscilaciones es provocado por cualquier ruido aleatorio (azar)cuando la tensin de polarizacin es aplicada.

Un cambio en el flujo de la corriente de base resulta en un cambio amplificado en lacorriente de colector, desfasado en 180. La seal que vuelve a la base es invertida en 180por la accin del circuito desfasador, haciendo el circuito regenerativo.

Un transistor de alta ganancia debe ser usado con las tres secciones desfasadoras,porque las prdidas que ocurren en la red son altas, y la ganancia del transistor debecompensar las prdidas y adems entregar potencia en fase a la entrada.

Para este circuito la frecuencia de oscilacin viene dada por la siguiente frmula:

1Fo = -------------------------- 2 RC V 6 + 4 (RL)

----- 2

R1 + R2Con R = ----------- 2


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OSCILADORES DE RELAJACIN

Son as llamados los que producen en su salida ondas no sinusoidales.Estos osciladores usan circuito regenerativo en correspondencia con componente RC(resistencia capacidad) o RL (resistencia inductancia) a fin de proporcionar la accin dedisparo.

Los tiempos de carga y descarga son usados para producir ondas dientes de sierra,cuadradas, triangulares o pulsos. Los multivibradores y osciladores de bloqueogeneralmente usan una constante de tiempo RC para la determinacin de la forma de ondde su salida y su frecuencia.

Los multivibradores y osciladores de bloqueo son adems clasificados comoautoexcitados o controlados externamente (disparados).

Los autoexcitados son aquellos en que las oscilaciones empiezan apenas se ha aplicadotensin al circuito, y estas continan mientras la tensin se mantenga aplicada.

Los osciladores controlados externamente son sincronizados y disparados por pulsos oseales adecuadas para ponerlos en fase.

Las propiedades principales a tener en cuenta en el anlisis de los o sciladores drelajacin son:

a) Un incremento de la corriente de base causa un incremento de la corriente deemisor, y un decrecimiento de dicha corriente hace que la corriente de colectordisminuya.

b) Un incremento en la corriente de colector hace que la ten sin de colectordisminuya. Un decrecimiento en la corriente de colector hace que se origineun incremento en la tensin de colector hacia el valor de la fuente Vcc.

c) Para el funcionamiento normal del transistor, el diodo base / emisor sepolariza directamente, y el diodo colector/base se polariza inversamente,estando la polaridad determinada por el tipo de transistor, NPN o PNP.

d) Un transistor est saturado cuando a un aumento de la corriente de base, no seproduce aumento alguno en la corriente de colector .

e) Un transistor est en estado de corte cuando la polaridad del voltaje de basecausa polarizacin inversa, o la tensin de colector esta colocada en lapolarizacin directa.

f) Los capacitores e inductores requieren una definida cantidad de tiempo paracarga o descarga a travs de un resistor. La medicin de este tiempo, llamadoconstante de tiempo, se determina multiplicando la resistencia por la cantidado dividiendo la inductancia por la resistencia.

OSCILADOR DE NCLEO SATURABLE

Este oscilador (figura siguiente a), de gran uso en electrnica industrial, consta deun transformador de tres enrollados en el lado primario y un enrollado en el ladosecundario. Se conoce tambin como inversor, puesto que transforma la potencia de CCa potencia de CA. La operacin depende de la accin de conmutacin de los


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transistores. Esto es, cuando Q1 conduce al mximo, se puede comparar al interruptocerrado S1 de la figura siguiente b. Simultneamente Q2 est cortado, siendo su accicomparable al interruptor S2. la transicin de corte a saturacin es extremadamente

rpida, igual ala transicin de saturacin a corte, obtenindose as una onda cuadradabien definida y protegiendo el transistor de sobrecarga en el tiempo de transicin.

Presumiendo que fluye ms corriente por el devanado primario 3 4 de la figurasiguiente y que el ciclo de histresis est en el punto F (regin de saturacin negativadel flujo en el ncleo del transformador).

El transistor Q1 conduce y el flujo en el ncleo se mueve del punto F hacia el p untB (regin de saturacin positiva), induciendo un voltaje positivo de los devanados 1 y2, 4 y 5, 6 y 7 del transformador. Puesto que la corriente fluye en el circuito delcolector, induce una tensin que ser positiva en la parte superior de los deva nados dtransformador T1, como esta indicado por las marcas de polaridad de dichotransformador.

a)Circuito oscilador de onda cuadrada por ncleo saturable. -


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b)Curva de hicterisis del ncleo.-

c)Circuito de conmutacin mecnico equivalente del oscilador por ncleosaturable.


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d)Caractersticas

As el voltaje de base del transistor Q1 es hecho ms negativo, llevndolo a laconduccin completa, mientras que el voltaje de base del transistor Q2 es hecho mpositivo, llevndolo al corte.

El flujo en el ncleo cambia a una relacin relativamente constante, hasta que sealcanza el punto de saturacin positiva en el punto B. En el punto de saturacin, unmayor incremento de corriente no produce aumento de flujo en el ncleo. Puesto que eflujo permanece relativamente constante, no hay tensin inducida en los devanados 1 2, 4 y 5, 6 y 7.

Esta condicin corresponde al punto C de la curva de histerisis. El voltaje inducidocae rpidamente a cero, eliminando la corriente de base del transistor Q1, lo cual hacque este no conduzca. La corriente que fluye por el colector y a travs del devanado 3 e cesa.

Con la remocin del flujo de corriente en los devanados 3 y 4, el flujo en el nclecae desde el valor en el punto C hacia el valor en el punto A.

A causa del pequeo decrecimiento en el flujo, se induce voltaje de polaridadopuesta (con respecto al que exista previamente) en todos los devanados deltransformador. El transistor Q1 es llevado completamente a la regin de corte por epotencial positivo en la base desde el enrollado de realimentacin 1 y 2, y el transistoQ2 es llevado a conduccin por el potencial negativo en su base desde el enrollado derealimentacin 6 y 7. El flujo en el ncleo, por lo tanto, es llevado desde el punto Ahasta el punto de saturacin en la regin negativa en E. Durante este perodo eltransistor Q2 conduce totalmente. Una vez que alcanza el ncleo el punto de saturacinegativo, se conmuta el transistor Q1 del corte a la saturacin y el transistor Q2 desaturacin a corte. Este ciclo es repetitivo.


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El voltaje de salida se desarrolla a travs del devanado 8 y 9 y es esencialmente unaonda cuadrada, porque el flujo en el ncleo cambia a una razn relativamente constandesde el punto F al punto B y desde el punto A al punto E.

La tensin y frecuencia de salida estn determinados por la relacin de vueltas entrlos devanados primarios y secundarios del transformador T1 y por el flujo se sat uracidel ncleo.

OSCILADOR DE BLOQUEO

Un oscilador de bloqueo conduce durante un corto perodo de tiempo y est cortado(bloqueado) durante un perodo mucho ms largo. Puede ser del tipo marcha libre ocontrolado. En la figura siguiente se describe e l tipo de marcha libre.

Cuando se energiza el circuito, la corriente por la base aumenta rpidamente a causade la polarizacin directa entre base y emisor por la fuente Vcc.

La corriente que fluye en el circuito de colector aumenta de acuerdo con sucorriente de base. Como resultado de este incremento de corriente, una tensin que svuelve cada vez ms negativa es inducida en los devanados 1 y 2 del transformadorEsta tensin carga al condensador CF a travs de la pequea resistencia interna dediodo base / emisor y aparece a travs de esta resistencia directa. La regeneracincontinua rpidamente hasta que el transistor est saturado.

En la regin de saturacin, la corriente de colector llega a ser constante, por lo tantono habr ms induccin en los devanados 1 y 2 del transformador (recordar que parque exista induccin la corriente debe ser variable respecto al tiempo), por lo tanto, nohabr ms carga en el condensador CF, el cual se comienza entonces a descargar atravs de RF (no puede a travs del diodo base / emisor por tener ahora una polarizaciinversa).

El campo magntico a travs del devanado 1 y 2 se contrae e induce un voltaje en edevanado en la direccin inversa, haciendo a la base positiva (polarizacin inversa).

De este modo, la corriente de colector llega rpidamente a cero. El transistor semantiene descargado a travs de RF y llega a un punto en el cual el transistor espolarizado directamente y la conduccin empieza de nuevo.

El ciclo entonces vuelve a repetirse. La forma de onda de salida es un pulso, eancho del cual est determinado por las caractersticas del devanado 1 y 2.

El tiempo entre pulso (o tiempo de bloqueo) est determinado por la constante detiempo de CF y el resistor RF. La salida se toma a travs de un rector devanado, 5 y hacia el circuito de carga.


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Diagrama esquemtico del oscilador de bloqueo:

Onda de salida:

EL GENERADOR DIENTE DE SIERRA

La onda diente de sierra consiste en una onda de tensin o corriente que aumentlinealmente hasta alcanzar un valor mximo. Una vez alcanzado este valor mximo, cabruscamente hasta su valor inicial en el menor tiempo posible, tal como se muestra en lfigura siguiente.


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Onda tipo diente de sierra

El elemento principal que determina la forma de la onda, es un circuito RC en serieque es alimentado por una fuente de tensin, tal como se muestra en la figura siguiente

Esquema explicativo del funcionamiento del generador diente de sierra.

El interruptor S es el encargado se producir el corte abrupto de la onda mediante ladescarga del condensador, que suele ser de gran capacidad, para aprovechar en mejoforma la linealidad de la curva de ste.

Como elemento interruptor S se puede utilizar diversos dispositivos, tales comolmpara nen, vlvulas gaseosas, transistores, etc. En la figura siguiente se muestra un circuito generador diente de sierra, en donde se

utiliza como interruptor un transistor de unijuntura (TUJ).


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Generador diente de sierra que emplea un transistor de un juntura

El funcionamiento del oscilador de relajacin de la figura anterior, del cual se obtieneuna onda diente de sierra, se puede explicar de la siguiente forma:

En el instante inicial el condensador C se encuentra descargado. No obstante elcondensador se empieza a cargar a travs de R, elevando el potencial de emisor. Alprincipio del ciclo de funcionamiento, la tensin de carga del condensador C es baja y eemisor polarizado en sentido inverso no conduce. Pero la tensin de emisor Ve aumentcon el tiempo, a medida que C se va cargando a travs de R.

Cuando el potencial de emisor alcanza el valor de punto de cresta (Vp del TUJ), eemisor de este se polariza en sentido directo y la resis tencia de emisor a base (RB1comienza a decrecer. Es decir, cuando C se carga a la tensin Vp, el elemento TUJ pasa aconducir. El condensador C se descarga entonces a travs del emisor, la resistencia RB1continua decreciendo y la tensin de emisor dism inuye rpidamente hasta la tensin dvalle (Vv). Al finalizar la carga de C, RB1 recupera su valor original y el emisor deja dconducir, repitindose a continuacin el ciclo.

Para valores pequeos de R1 y R2, la frecuencia de oscilacin queda determinadaprincipalmente por la constante de tiempo RC y N, y viene dada aproximadamente por lexpresin:

1Fo = ------------------ RC Ln (1 n)


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La forma de onda de la tensin de emisor en el oscilador de relajacin de la figuraanterior, se muestra en la figura siguiente.

Para mejorar la linealidad obtenida, esta seal puede ser transferida a una carga por

medio de un circuito seguidor emisivo directamente acoplado.La onda diente de sierra sirve especialmente para el barrio horizon tal del osciloscopipantallas de TV y otros dispositivos similares.

MULTIVIBRADORES

Un circuito multivibrador es un oscilador no senoidal que utiliza dos etapas activascon realimentacin positiva, aplicadas de tal forma que los dos dis positivos tienden funcionar en forma opuesta, o sea, mientras uno conduce el otro se va al corte.

En los circuitos multivibradores ocurre un cambio discreto de estado (de un valordeterminado de tensin en un tiempo que cambia sucesivamente a otro valor de tensin


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Estado de conduccin de un transistor.Ic = Valor altoVCE = Valor bajo (casi cero)

Estado de conduccin de un transistor.Ic = Valor bajo (Ic = 0)VCE = Valor alto (VCE = VCC).Cuando en los circuitos osciladores la polar idad es tal que los transistores trabajan

en conmutacin, se denominan osciladores de relajacin o multivibradores.

CLASIFICACIN DE LOS MULTIVIBRADORES:

a) Multivibrador astable (ningn estado estable)b) Multivibrador monoestable (un estado estable)c) Multivibrador biestable (existen dos estados estables)d) Circuito de disparo Schmitt (trigger).

1. Multivibrador astable : Conocido tambin como no astable o de marcha libre.No tiene ningn estado estable. Se suelen emplear como generadores de onda cuadradaEste multivibrador astable es un oscilador no senoidal de dos etapas, de las cuales una

conduce mientras la otra est cortada, hasta un punto en donde esta etapa invierte suscondiciones. Esto es, la etapa que ha estado conduciendo se corta, y la etapa que ha es tadbloqueada conduce. Este proceso de oscilacin es normalmente usado para producir unonda cuadrada de salida.

El multivibrador acoplado por colector (figura siguiente) es un amplificador de dosetapas, acopladas por capacidad, del tipo emisor comn, c on la salida de la primera etapacoplada a la entrada de la primera etapa.

Puesto que la seal de salida de un circuito emisor comn esta opuesta en fase conrespecto a su entrada, una parte de la seal de salida de cada etapa es alimentada a la otretapa en fase con la seal de entrada por base.


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Precisamente la realimentacin regenerativa con amplificacin es necesaria para laoscilacin. La polarizacin y estabilizacin se establece en forma idntica por ambo

transistores.En el momento de conectar el interruptor S y aplicar la tensin de alimentacin Vcc

por el hecho de no existir dos elementos exactamente iguales en la naturaleza (en realidasiempre existir pequea diferencia entre R1 y R2 y entre T1 y T2), esto har que una dlas corrientes de base crezca en proporcin mayor que la otra. Supongamos que la variaciIB2 sea mayor que la variacin IB1, esto implicar que la corriente de colector seincrementar ms rpidamente que IC1. El aumento de IC2 provoca a disminucin devoltaje colector emisor Vce2, es decir, el potencial del colector del transistor T2 se hacms negativo, pues se har al potencial de masa.

Esta variacin de tensin decreciente es transmitida como un pulso negativo a travs decondensador C1 a la base T1.

El efecto de este pulso negativo es disminuir la corriente de base Ib1 (tiende a polarizaen forma inversa al diodo base emisor de T1), lo que har disminuir la corriente de colectoIc1; la disminucin de Ic1 provoca el aumento del voltaje colector emi sor T1 (VCE1), decir, el potencial del colector de T1 aumentar. Este aumento del potencial del colector dT1 se traduce en un pulso positivo que es aplicado a la base de T2 a travs del condensadoC2. Este pulso positivo aumentar la corriente de bas e de T2 (Ib2), lo que har crecer Ichaciendo disminuir VCE2, lo que se traducir en un pulso negativo en la base del T1haciendo disminuir Ib, disminucin que har decrecer Ic, y aumentar VCE1, lo que setraduce en un pulso positivo en la base de T2 qu e har incrementar Ib2; y este proceso sdesarrollar hasta que el transistor T2 ha llegado al estado de saturacin y el transistor T1 estado de corte.

Naturalmente, es estado detransicin o perodo de transicin delos transistores para pasar de unestado a otro es muy corto a causade las fuertes seales derealimentacin.

Para determinar el perodo detiempo en que los transistorespermanecen en los estadosanteriores determinados, veamoscomo se comporta el circuito de lafigura anterior, considerando que eltransistor T2 est saturado y por lotanto su colector llevado al nivel detierra o masa, lo que nos permite vereste circuito segn se muestra en lafigura siguiente y que el T1 por estaral corte es un interruptor abierto.


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a) Circuito equivalente al de la figura anterior, considerando que el T2 porestar saturado es un interruptor cerrado.

b) Circuito equivalente al de la figura anterior, considerando que el transistorT1 por estar al corte es un interruptor abierto y que el diodo base emisor deT2 es un cortocircuito por estar polarizado directamente. Aqu se muestrael circuito para ver el efecto sobre el condensador C2.

El hecho que T1 este al corte, es decir, se comportecomo un interruptor abierto, determina que elcondensador C2 se cargue al potencial de Vcc con lapolaridad indicada en la figura b, en la que es de hacernotar que el potencial negativo del condensador quedaaplicado al terminal de base del transistor T2.

El condensador C1 es conectado a masa por elterminal que esta al emisor, lo que significa que ladiferencia de potencial que tena el condensador esaplicada al diodo base emisor de T1 polarizadoinversamente, ya que el potencial negativo quedaaplicado a la base segn explicamos anteriormente y talcomo se ve en la figura siguiente, que muestra lasformas de onda de tensin de las bases y colectores delos transistores sincronizados en el tiempo.

Segn se observa en la figura anterior a, elcondensador C1 queda conectado a travs de la resistencia R1 a + Vcc, por lo que econdensador tender a cargarse al potencial +Vcc desde el nivel Vcc que tena.

En el momento en que la base se hace positiva, Ib aumenta y se desarrolla el cicloanteriormente descrito que lleva el transistor T1 a la saturacin y T2 al corte.

Hacemos resaltar que la tensin colector emisor del estado de corte de T1 es +Vcc ynaturalmente cuando pasa a saturacin tendr un valor muy cercano a cero en forma ideapuede ser considerado as.

Naturalmente este ciclo continuar en forma interrumpida, ya que el transistor no puedpermanecer en ningn estado en forma permanente, de ah su nombre multivibrador astablcuya frecuencia est determinada por:

1F = ---------- Hz T = R * C (seg.)

TLa seal de salida es tomada a travs del condensador C3 a la carga.Esta onda de salida, que es esencialmente cuadrada puede ser obtenida de cualquiera d

los colectores. Para obtener una onda diente de sierra de salida, generalmente se conecta ucondensador entre colector y masa, a fin de desarrollar el voltaje de salida. El multivibradpuede ser modificado para producir una onda senoidal de salida; esto puede obtenerse travs de la conexin de un circuito sintonizado paralelo entre los electrodos de base dcada transistor.


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Ondas de tensin de colector y de base en el multivibrador astable.


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2. Multivibrador monoestable:El multivibrador monoestable tiene un estado estable yse utiliza en circuitos de control.Si al multivibrador astablede

la figura anterior le eliminamosel condensador C1 y cambiamosla polarizacin de base del T1,tomndolo de un divisor detensin (figura siguiente) que sealimenta del colector de T2 paramantener la realimentacin, setiene una polarizacin que obligaa los transistores a tener unestado bien definido, T1 al cortey T2 saturado.

Si por cualquier medio, talcomo la aplicacin de un pulso,llevamos T1 a la saturacin ynaturalmente T2 al corte, elfuncionamiento del circuito enesta situacin es equivalente alque se encuentra en la figuraanterior a, solo que al cabo de untiempo

(forma de onda del multivibrador monoestable)


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T1 = R1 C 1n 2, el circuito vuelve a su estado estable, es decir, T1 en corte y T2 ensaturacin. Es justamente por este hecho de tener un estado estable que este circuito recibel nombre de monoestable.

Enfoquemos este circuito desde otro punto de vista. Al conectar la fuente dealimentacin, uno de los dos transistores conducir mas que el otro es decir, Ib1 > Ib2. sIb1 aumenta Ic1 y disminuye Vce, lo que se traduce en un pulso negativo que se desplazpor C y se aplica a la base de T2 disminuyendo Ib2, lo que trae la disminucin de Ic2 y eaumento del VCE2, lo que tiende a elevar el voltaje de base de T1 por el divisor de tensiR2 y R3, incrementando Ib1. Este proceso es realizado instantneamente hasta que T1 encuentre saturado y T2 al corte. En estas condiciones el condensador C queda conectadomasa por el colector de T1 y aplica un potencial Vcc a la base de T2, que lo polariza enforma inversa (figura siguiente).

Este condensador comienza a cargarse positivamente tendiendo a +Vcc con la constande tiempo dada por el valor del condensador y el valor de la resistencia R1. Al llevar acabo de un tiempo T1 = R1 C 1n2, el condensador alcanza potencial de cero volts quinicia una pequea corriente de base.

Ib2 = Ic2 = VCE2 = Ib1 = Ic1 = CVE1 = Ib2

y este proceso sedetiene cuando T1 ha sidollevado al estado de corte yT2 al estado de saturacin.Como es sistema dealimentacin de base de T2es estable y no existe elcondensador, este estado espermanente en el circuito yno cambiar, salvo quellegue

un pulso externo queefecte el cambio deestado, solo que este no espermanente y volver segnlo visto al estadopermanente de T1 en cortey T2 saturado.


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Multivibrador biestable:Se caracterizan por su modalidad para mantener cualquierade sus dos estados posibles. Se utiliza en circuitos contadores, registros de desplazamienty circuitos de memorias.

Si eliminamos el factor de inestabilidad en el multivibrador monoestable, forma depolarizacin de base del transistor T2 y circuito de realimentacin (resistencia de base R1 condensador C en la figura anterior, que son los responsables de la basculacin del circuitcada vez que el transistor T1 esta saturado y el transistor en corte) . Esto se hace polarizandcon divisores de voltaje para alimentar las bases. Estos divisores de tensin son tomados dlos colectores de los transistores opuestos para mantener la realimentacin, segn muestrla figura siguiente.

Multivibrador biestable.

En el momento de conectar el interruptor S en la figura , por el hecho de no existir doelementos exactamente iguales en la naturaleza, en uno de los dos se iniciar la conduccimayor que en el otro, supongamos que la variacin de Ib1 sea mayor que la variacin dIb2, lo que implica que la variacin de Ic1 sea mayor que Ic2 = VCE1 = Ib2 = Ic2 = VCE= Ib1 = Ic1 = VCE1 = Ib2 = Ic2 y este proceso continua hasta que el transistor T1 quedsaturado y el transistor T2 queda en el estado de corte. Este estado del circuito espermanente, pues al quedar el transistor T2 en corte, existe una tensin en su colector qualimenta al divisor de tensin formado por las resistencias R2 y R3, que mantienen lapolarizacin de base de saturacin del transistor T1, enclavndolo en este estado. Por otrlado, al estar T1 enclavado en el estado de saturacin, tericamente tendremos que evoltaje de colector ser cero, lo que significa que la rama de alimentacin de ba se (R1R4) del transistor T2 esta a cero volts.


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Luego no existir corriente de base y el transistor T2 se mantiene enclavado en elestado de corte, es decir, todo el circuito tiene ya un estado estable.

Forma caracterstica delas ondas de tensin de unmultivibrador biestable,considerando adems, laaplicacin a ambas bases depulsos externos.

Si al circuito, que esta en este estado, se le aplica un pulso positivo al transistor que esten corte (T2), tendr un aumento de la cor riente de base Ib2 = Ic2 = VCE2 = Ib1 = Ic1 VCE1 = Ib2 y el proceso se detendr cuando T1 pasa al corte y T2 a la saturacin. Estnuevo estado del circuito es estable y permanente y no cambiar, salvo la llegado de unpulso exterior. Esto se comprueba por el mismo razonamiento anterior.

Este circuito, segn lo visto puede tener solo dos estados diferentes y bien definidos, dah su nombre de multivibrador biestable.

Circuito disparador de SCHMITT:Es un circuito regenerativo que cambiabruscamente de estado cuando la seal de entrada cruza ciertos niveles de disipadores dCC.

Este circuito disparador de Schmitt se obtiene haciendo las siguientes transformacioneal multivibrador biestable:

a) Se le suprime el acoplo de colector a base existente entre T2 y T1.

b) La realimentacin se obtiene a travs de una resistencia en el circuito deemisores comunes.

c) RC1 = RC2


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Circuito disparador Schmitt

Este circuito tiene dos estados estables y la magnitud de la tensin de entradadetermina cual de los dos es posible que exista.

Supongamos que sea nula la tensin de entrada y que T1 est al corte, mientras T2conduce sin estar en saturacin. Como T1 esta al corte, la intensidad de la corrienteestacionaria de T2 se encontrar determinando el punt o de trabajo. La cada de tensien la resistencia del circuito de emisor es suficientemente grande para llevar T1 al cortesegn se supuso inicialmente.

Por ejemplo, en el circuito de la figura anterior la polarizacin de emisor es de 6,6VAs pues, el disparador de Schmitt normal tiene T1 al corte y T2 en conduccin.

Supongamos ahora que se aumenta la tensin de entrada en la figura anterior,partiendo de cero. No ocurrir nada hasta el momento en que la tensin supere a los6,6V de la polarizacin de base, en cuyo momento comienza T1 a conducir, se reduce lpolarizacin de base de T2 y disminuye la tensin de polarizacin de emisor; esto, a suvez, aumenta la intensidad de la corriente que recibe por T1.

La accin regenerativa prosigue hasta llegar a la situacin de que la entrada seamayor que 6,6V. Al disminuir la tensin de entrada, el circuito no recupera su estadoinicial hasta que alcance una tensin de entrada suficientemente menor que 6,6V. Estose debe a que la polarizacin de base de T2 es ah ora mucho menor que antes por estar colector de T1 a un potencial inferior (esto se debe a que RC1 > RC2). Por tanto, habrque reducir mucho la intensidad de la corriente de T1 antes de que la menor tensin demisor y el mayor potencial de colector de T1 se combinen para intensificar la corrientde base de T2 y que ste empiece a conducir.

En el circuito de la figura anterior es necesario reducir la tensin de entrada a 5,2Vantes de que la regeneracin devuelva el circuito al estado inicial.


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Formas de onda de undisipador de Schmitt utilizadocomo circuito cuadrador.

Una aplicacin interesante del disparador de Schmitt es como regenerador de pulsoo circuito cuadrador (figura anterior). La seal de entrada es una onda pulsante dforma no interesante, que al accionar al circuito en uno y otro sentido, da lugar a unasalida pulsante cuadrada. Observe que, de esta manera, incluso una onda sinusoidapuede convertirse en onda cuadrada.

El disparador de Schmitt es tambin til como discriminador de niveles de tensinCada vez que una seal de entrada supere el umbral del disparador, el circuito generarun pulso de salida.

Este circuito es muy usado por su simplicidad y precisin. Puede controlar latemperatura de cualquier elemento colocando en l un PTC, cuya resistencia esproporcional a ella, y conectndola a la entrada del disparador de Schmitt. Cuando sealcance cierta temperatura y el PTC tenga determinado valor, se disparar el circuito.

Otra aplicacin es la que requiere el control de luminosidad, bien como alarma dincendio o robo, bien como contador de piezas, bien como relevador fotoelctricodisponiendo para la conversin de la luz en tensin, de un LDR que varia su resistenciinversamente con la luz, es decir, cuanto ms luz, menos resistencia. En generalcualquier magnitud que pueda transformarse en tensin con un captador, puedecontrolarse en un valor determinado con un circuito de disparo.


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PRCTICA

ELECTRNICA

INDUSTRIALENVO 6

Prohibida la reproduccin total o parcial de esta leccin sin autorizacin de s us editores, derechosreservados


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FUENTE DE PODER

Se encarga de proveer un voltaje continuo (+B o -B) que permita la alimentacin d

las distintas etapas que conforman el equipo.Son tres los sistemas de alimentacin adoptados para los equipos electrnicos engeneral; estos son:

a)Equipos que emplean como fuente de alimentacin un grupo de pilas o una batera.

b)Equipos que emplean una fuente de alimentacin que recibe energa desde la reddomiciliaria, la que es rebajada por medio de un transformador, rectificada a travs dediodos y filtrada con el uso de condensadores electrolticos (filtros) y finalmenteestabilizada a travs de un sistema regulador de tensin. De esta forma, a la salida de estfuente se obtiene un voltaje continuo que permite alimentar a las distintas etapas de unequipo.

c)Equipos que emplean alimentacin mixta, vale decir, se alimentan con pilas o baterapero tambin traen incorporada una fuente de poder que suministra energa continua a partdel voltaje de la red.

El bloque N1 esta constituido por el transformador de poder, el cual cumple dosfunciones fundamentales:

a)Aislar al equipo de la red elctrica domiciliaria de 220v.b)Rebajar el voltaje de la red domiciliaria de 220v a las necesidades de alimentacin

del circuito.

El bloque N2 esta constituido por los diodos rectificadores de silicio (silicones), loscuales tienen por funcin transformar la corriente alterna entregada por el transformador, euna corriente continua de caractersticas pulsantes.

El bloque N3 esta constituido por el condensado r electroltico (filtro), el cual seencarga de recibir la corriente continua pulsante proveniente del rectificador ytransformarla en una corriente continua lineal.


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El bloque N4 est constituido por el sistema regulador, el cual est encargado deestabilizar esta corriente continua lineal, a tal punto, que sus fluctuaciones quedeneliminadas.

VARIANTES DE DISEO.-

Cuando se encara el proceso de la reparacin de una fuente de poder en un equipoelectrnico, es posible encontrarse con las siguientes vari antes de diseo:


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DEFINICIONES TCNICAS.-

1.-Falla, defecto o avera.- Se llama falla, defecto o avera, a la alteracin o deterioro que sufre un determinado

componente electrnico. Como ejemplos podemos citar: transistores en cortocircuitoresistores cortados, condensadores con fugas, transformadores cortados, diodos abiertosetc.

2.-Consecuencia.- Se denomina consecuencia a la alteracin circuital que provoca una determinada

falla. Ejemplo: se bloquea el transistor, se despolariza el colector y el transistor se bloquese produce un aumento de consumo de corriente, lo que puede ocasionar averas en otrocomponentes del equipo, etc.

3.-Sntoma.- Se llama sntoma al efecto visual o audible que provoca una determinada falla

Ejemplo: el motor no invierte su sentido de giro, no es posible regular la velocidad demotor, el equipo no funciona, etc.


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FALLAS COMUNES QUE SE PRODUCENEN UNA FUENTE DE PODER.-

A continuacin se enumeran las principales fallas, averas o defectos que se puedenocasionar en los circuitos de una fuente de poder:

a)Trafo de poder cortado en el primario o secundario.b)Fusible cortado.c)Diodos silicones abiertos o en cortocircuito.d)Filtros abiertos, con fugas o en cortocircuito.e)Cordn de alimentacin cortado.f)Interruptor de encendido defectuoso.g)Cables o pistas del circuito impreso cortadas.

MEDICIONES DE TENSIN IMPORTANTESEN UNA FUENTE DE PODER.-

a)VCC en bruto o +B en bruto.b)VCC regulado o +B regulado.c)Voltaje alterno.

PUNTOS CLAVES PARA LA MEDICINDE ESTAS TENSIONES.-

a)+B regulado.- Este voltaje se mide entre el colector del regulador power y masa.b)+B en bruto.- Este voltaje se mide entre los extremos del filtro que est a

continuacin de los rectificadores.c)Voltaje alterno.- Este voltaje se mide entre los extremos del secundario del trafo de

poder o bien en las uniones nodo/ctodo de los diodos rectificadores.


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REVISIN Y REPARACIN DE FUENTES DE PODER. -

Los daos en las fuentes de poder, tanto internas como externas, son una de las causa

ms comunes para el mal funcionamiento de los aparatos electrnicos.Con los conocimientos adquiridos hasta ahora en este curso, usted las puede revisar reparar fcilmente.

Debemos empezar por conseguir el plano del aparato, si es posible. Esto nos facilitar ltarea de identificar fcilmente cada uno de los componentes y sus conexiones.

COMPONENTES DE UNA FUENTE DE PODE R.-

FORMA DE INVESTIGAR LA FUENTE DE PODER. -

1.Realizar una inspeccin visual para detectar posibles cables cortados, resistenciasquemadas, pistas del circuito impreso cortadas, diodos reventados, soldaduras fras, etc.

2.-Conectar el equipo a la red de alimentacin domiciliaria, a travs de una lmparaserie y encenderlo.

Componentes de una fuente de poder

Puente rectificador Condensador de filtro


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Si al realizar esta prueba la lmpara serie queda encendida a mximo, significa que eequipo en cuestin presenta problemas de cortocircuit o.

En cambio, si durante esta prueba la lmpara serie enciende solo a la mitad de suluminosidad, significa que el equipo, si bien es cierto presenta problemas, estos no se debea un cortocircuito, por lo que el equipo puede ser conectado directamente a la red sin proteccin que representa la lmpara serie.

Es importante destacar que ante la presencia de un cortocircuito, nunca el equipo deberser conectado directamente a la red domiciliaria, salvo que el problema haya sidosolucionado.

3.-Medir el +B regulado.-

Al realizar esta medicin se pueden dar dos posibilidades:

a)Si el +B regulado es nulo o muy bajo, se debe medir el +B en bruto. Si el +B en brutoes normal, significa que el defecto puede encontrarse localizado en el sistema reguladorbien que alguna de las etapas que recibe alimentacin desde la fuente de poder se encuentren cortocircuito. Para comprobar esto ltimo, ser necesario medir el +B regulado con l


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fuente sin carga. Si en estas condiciones el +B regulado aument a a su valor normal superior a lo normal, queda confirmada la presencia de un cortocircuito en alguna de laetapas que recibe alimentacin desde la fuente de poder.

Si el +B en bruto es nulo, significa que el defecto se encuentra localizado ms atrs.

Es preciso entonces verificar si los diodos rectificadores reciben voltaje alternoproveniente de la red. Si el voltaje alterno en los diodos rectificadores es nulo, es porque edefecto est localizado en el transformador de alimentacin, fusible,, inter ruptor, cordn alimentacin, etc., (revisar componentes con el hmetro).

Si existe voltaje alterno en los diodos rectificadores, significa que el defecto estlocalizado en el sistema rectificador o en el sistema de filtrado (revisar diodos, filtro, pi stde cobre del circuito impreso, soldaduras defectuosas, etc.).

FALLAS COMNES DE UNA FUENTE DE PODER. -

a)Fusible cortado.b)Silicones abiertos o en cortocircuito.c)Filtros abiertos, con fugas o en cortocircuito.d)Cordn de alimentacin cortado.e)Interruptor defectuoso.f)Cables o pistas del circuito impreso cortadas.

Curso de Electronica Industrial 6

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