Circuitos de pulso - osciladores de bloqueio

Um oscilador é um circuito que fornece um alternating voltage ou current by its own, sem nenhuma entrada aplicada. Um oscilador precisa de umamplifier e também um feedbackda saída. O feedback fornecido deve ser um feedback regenerativo que, junto com a parte do sinal de saída, contém um componente no sinal de saída, que está em fase com o sinal de entrada. Um oscilador que usa um feedback regenerativo para gerar uma saída não sinusoidal é chamado deRelaxation Oscillator.

Já vimos o oscilador de relaxamento UJT. Outro tipo de oscilador de relaxamento é o oscilador de bloqueio.

Oscilador de bloqueio

Um oscilador de bloqueio é um gerador de forma de onda usado para produzir pulsos estreitos ou pulsos de disparo. Embora tenha o feedback do sinal de saída, ele bloqueia o feedback, após um ciclo, por determinado tempo predeterminado. Este recurso deblocking the output enquanto está sendo an oscillator, obtém o oscilador de bloqueio de nome para ele.

Na construção de um oscilador de bloqueio, o transistor é usado como um amplificador e o transformador é usado como feedback. O transformador usado aqui é umPulse transformer. O símbolo de um transformador de pulso é mostrado abaixo.

Transformador de pulso

Um transformador de pulso é aquele que acopla uma fonte de pulsos retangulares de energia elétrica à carga. Manter a forma e outras propriedades dos pulsos inalteradas. Eles são transformadores de banda larga comminimum attenuation e zero ou mínimo phase change.

A saída do transformador depende da carga e descarga do capacitor conectado.

O feedback regenerativo é facilitado usando o transformador de pulso. A saída pode ser realimentada para a entrada na mesma fase, escolhendo corretamente as polaridades do enrolamento do transformador de pulso. O oscilador de bloqueio é um oscilador de funcionamento livre feito com um capacitor e um transformador de pulso junto com um único transistor que é cortado na maior parte do ciclo de trabalho que produz pulsos periódicos.

Usando o oscilador de bloqueio, as operações astáveis ​​e monoestáveis ​​são possíveis. Mas a operação biestável não é possível. Vamos examiná-los.

Oscilador de bloqueio monoestável

Se o oscilador de bloqueio precisa de um único pulso, para mudar seu estado, ele é chamado de circuito de oscilador de bloqueio monoestável. Esses osciladores de bloqueio monoestáveis ​​podem ser de dois tipos. Eles são

  • Oscilador de bloqueio monoestável com temporização base
  • Oscilador de bloqueio monoestável com temporização de emissor

Em ambos, um resistor de temporização R controla a largura da porta, que quando colocada na base do transistor se torna o circuito de temporização da base e quando colocada no emissor do transistor se torna o circuito de temporização do emissor.

Para ter uma compreensão clara, vamos discutir o funcionamento do multivibrador monoestável de temporização base.

Oscilador de bloqueio monoestável acionado por transistor com temporização base

Um transistor, um transformador de pulso para realimentação e um resistor na base do transistor constituem o circuito de um oscilador de bloqueio monoestável disparado por transistor com temporização de base. O transformador de pulso usado aqui tem uma relação de espiras den: 1 onde o circuito de base tem ngira para cada volta no circuito coletor. Uma resistência R é conectada em série à base do transistor que controla a duração do pulso.

Inicialmente, o transistor está na condição OFF. Conforme mostrado na figura a seguir, o VBB é considerado zero ou muito baixo, o que é desprezível.

A tensão no coletor é V CC , já que o dispositivo está desligado. Mas quando um gatilho negativo é aplicado ao coletor, a voltagem é reduzida. Por causa das polaridades do enrolamento do transformador, a tensão do coletor diminui, enquanto a tensão da base aumenta.

Quando a tensão da base para o emissor torna-se maior do que a tensão de ativação, ou seja,

$$ V_ {BE}> V_ \ gamma $$

Então, uma pequena corrente de base é observada. Isso aumenta a corrente do coletor, o que diminui a tensão do coletor. Esta ação se acumula ainda mais, o que aumenta a corrente do coletor e diminui ainda mais a tensão do coletor. Com a ação de feedback regenerativo, se o ganho do loop aumentar, o transistor entra em saturação rapidamente. Mas este não é um estado estável.

Então, uma pequena corrente de base é observada. Isso aumenta a corrente do coletor, o que diminui a tensão do coletor. Esta ação se acumula ainda mais, o que aumenta a corrente do coletor e diminui ainda mais a tensão do coletor. Com a ação de feedback regenerativo, se o ganho do loop aumentar, o transistor entra em saturação rapidamente. Mas este não é um estado estável.

Quando o transistor entra em saturação, a corrente do coletor aumenta e a corrente de base é constante. Agora, a corrente do coletor lentamente começa a carregar o capacitor e a tensão no transformador diminui. Devido às polaridades do enrolamento do transformador, a tensão de base aumenta. Isso, por sua vez, diminui a corrente de base. Essa ação cumulativa coloca o transistor em condição de corte, que é o estado estável do circuito.

o output waveforms são os seguintes -

O principal disadvantagedeste circuito é que a largura de pulso de saída não pode ser mantida estável. Sabemos que a corrente do coletor é

$$ i_c = h_ {FE} i_B $$

Como h FE depende da temperatura e a largura do pulso varia linearmente com isso, a largura do pulso de saída não pode ser estável. Além disso, h FE varia com o transistor usado.

De qualquer forma, essa desvantagem pode ser eliminada se o resistor for colocado em emissor, o que significa que a solução é a emitter timing circuit. Quando a condição acima ocorre, o transistor é desligado no circuito de temporização do emissor e, portanto, uma saída estável é obtida.

Oscilador de bloqueio astável

Se o oscilador de bloqueio pode mudar seu estado automaticamente, ele é chamado de circuito oscilador de bloqueio Astable. Esses osciladores de bloqueio astáveis ​​podem ser de dois tipos. Eles são

  • Oscilador de bloqueio astável controlado por diodo
  • Oscilador de bloqueio astável controlado por RC

No oscilador de bloqueio astável controlado por diodo, um diodo colocado no coletor muda o estado do oscilador de bloqueio. Enquanto no oscilador de bloqueio Astable controlado por RC, um resistor de temporização R e o capacitor C formam uma rede na seção do emissor para controlar as temporizações de pulso.

Para ter um entendimento claro, vamos discutir o funcionamento do oscilador de bloqueio astável controlado por diodo.

Oscilador de bloqueio astável controlado por diodo

O oscilador de bloqueio Astable controlado por diodo contém um transformador de pulso no circuito coletor. Um capacitor é conectado entre o secundário do transformador e a base do transistor. O primário do transformador e o diodo são conectados no coletor.

A initial pulse é dado no coletor do transistor para iniciar o processo e a partir daí no pulses are requirede o circuito se comporta como um multivibrador astável. A figura abaixo mostra o circuito de um oscilador de bloqueio Astable controlado por diodo.

Inicialmente, o transistor está no estado OFF. Para iniciar o circuito, um pulso de disparo negativo é aplicado no coletor. O diodo cujo ânodo está conectado ao coletor, estará na condição de polarização reversa e será DESLIGADO pela aplicação deste pulso de disparo negativo.

Este pulso é aplicado ao transformador de pulso e devido às polaridades do enrolamento (conforme indicado na figura), a mesma quantidade de tensão é induzida sem qualquer inversão de fase. Essa tensão flui através do capacitor em direção à base, contribuindo com alguma corrente de base. Essa corrente de base desenvolve alguma base para a voltagem do emissor, que quando cruza a voltagem de ativação, empurra o transistor Q 1 para ON. Agora, a corrente de coletor do transistor Q 1 sobe e é aplicada tanto ao diodo quanto ao transformador. O diodo que está inicialmente DESLIGADO, LIGA agora. A tensão que é induzida nos enrolamentos primários do transformador induz alguma tensão no enrolamento secundário do transformador, usando o qual o capacitor começa a carregar.

Como o capacitor não fornecerá nenhuma corrente enquanto estiver sendo carregado, a corrente de base i B para de fluir. Isso desliga o transistor Q 1 . Portanto, o estado é alterado.

Agora, o diodo que estava LIGADO tem alguma voltagem, que é aplicada ao primário do transformador, que é induzida no secundário. Agora, a corrente flui através do capacitor, o que permite que o capacitor descarregue. Conseqüentemente, a corrente de base i B flui ligando o transistor novamente. As formas de onda de saída são mostradas abaixo.

Como o diodo ajuda o transistor a mudar seu estado, este circuito é controlado por diodo. Além disso, como o pulso de disparo é aplicado apenas no momento da iniciação, enquanto o circuito continua mudando seu estado sozinho, este circuito é um oscilador Astable. Daí o nome de oscilador de bloqueio astável controlado por diodo.

Outro tipo de circuito usa a combinação R e C na porção emissora do transistor e é chamado de circuito oscilador de bloqueio astável controlado por RC.