ANÁLISIS DE SEÑALES 1RA PARTE IMPLEMENTACIÓN DE OSCILADORES Y MULTIVIBRADORES CON COMPONENTES DISCRETOS 2. OBJETIVOS.2.1. OBJETIVO GENERAL.
Realizar la implementación de circuitos osciladores y multivibradores sobre la base de componentes discretos.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Que el estudiante desarrolle habilidades en el reconocimiento, montaje y cálculo de diversos circuitos osciladores y multivibradores implementados con componentes discretos.
Que el estudiante aprenda a manejar las herramientas y técnicas disponibles para el montaje de circuitos con componentes reciclados de placas de circuitos electrónicos.
Que el estudiante adquiera destrezas en el manejo de los diferentes equipos e instrumentos usados en la medida de componentes y circuitos osciladores.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO.Q! "#$ %#" &'(&')#" #"&'%*+#(!". La definición de oscilar es flu fluc ctuar entre dos es estados tados o condic condicione iones. s. or consi!uiente. "scilar es "scilar es vibrar vibrar o cambiar, y oscilació oscilación n es el el acto de fluc fluctuar de un uno o a otro es estado tado.. #n oscil scilad ado or es un di dispositivo que produce oscilaciones. $s deci ecir r . %enera una forma de onda repetitiva. repetit iva. &ay mu muchas chas aplicaciones de los osciladores en las comunicaciones electrónicas. 'omo las fuentes de porta portadoras doras de alta frecue frecu encia ncia.. (uentes pilot piloto. o.
C#,# "! !+! !!&)*( $* &%*"''&*&'/$ +! &'(&')#" #"&'%*+#(!".
)* "scilador controlado por tensión +* $l oscilador 'lapp * $l oscilador -rmstron! * "scilador de desplazamiento de fase /* "scilador en doble 0
C0%!" "#$ %*" ('$&'*%!" &*(*&)!(")'&*" +!% #"&'%*+#( #( +!"%**,'!$)# +! *"!. C0%!" "#$ %*" ('$&'*%!" &*(*&)!(")'&*" +!% #"&'%*+#( +#%! 4T5. CUÁLES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL OSCILADOR EN PUENTE DE 6IEN. $n electrónica un oscilador de puente de 1ien es un tipo de oscilador que !enera ondas sinusoidales sin necesidad de nin!una se2al de entrada. uede !enerar un amplio ran!o de frecuencias. $l puente está compuesto de cuatro resistencias y dos condensadores. $l circuito está basado en un puente ori!inalmente desarrollado por 3a4 1ien en )56). La frecuencia de oscilación está dada por7
"scilador de puente de 1ien clásico
CUÁLES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL OSCILADOR 7ARTLEY. $l oscilador &artley es un circuito electrónico basado en un oscilador L'. 8e trata de un oscilador de alta frecuencia que debe obtener a su salida una se2al de frecuencia determinada sin que e4ista una entrada. $l circuito básico usando un transistor bipolar, considerando sólo el circuito de oscilación, consta de un condensador entre la base y el colector 9'* y dos bobinas 9L) y L+* entre el emisor y la base y el colector respectivamente. La car!a se puede colocar entre el colector y L+. $n este tipo de osciladores, en lu!ar de L) y L+ por separado, se suele utilizar una bobina con toma intermedia.
ara poder ajustar la frecuencia a la que el circuito oscila, se puede usar un condensador variable, como sucede en la !ran mayor:a de las radios que usan este oscilador, o bien cambiando la relación entre L) y L+ variando una de ellas como en los receptores 'ollins; a esta
O"&'%*+#( 7*()%!8
CUÁLES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL OSCILADOR COLPITTS. $l oscilador 'olpitts es un circuito electrónico basado en un oscilador L' dise2ado por $d>in &. 'olpitts. 8e trata de un oscilador de alta frecuencia que debe obtener a su salida una se2al de frecuencia determinada sin que e4ista una entrada. 8u estabilidad es superior a la del oscilador &artley. ara poder lo!rar la oscilación este circuito utiliza un divisor de tensión formado por dos condensadores7 ') y '+. ?e la unión de estos condensadores sale una cone4ión a tierra. ?e esta manera la tensión en los terminales superior de ') e inferior de '+ tendrán tensiones opuestas. La realimentación positiva se obtiene del terminal inferior de '+ y es llevada a la base del transistor a través de una resistencia y un condensador. La bobina L) 9cho@e* se utiliza para evitar que la se2al alterna pase a la fuente Acc. $ste oscilador se utiliza para bandas de A&( 9Aery &i!h (recuency*, frecuencias que van de B 3hz a BB 3hz. - estas frecuencias ser:a muy dif:cil utilizar el oscilador &artley debido a que las bobinas a utilizar ser:an muy peque2as. La frecuencia de oscilación de este tipo de oscilador está dada por7
donde7
$ntonces el cálculo es7
O"&'%*+#( C#%'))" (0&)'&#.
CUÁLES SON LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL OSCILADOR A CRISTAL. #n oscilador de cristal es aquel oscilador que incluye en su realimentación un resonador piezoeléctrico. $l oscilador de cristal se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y pureza de fase, dada por el resonador. La frecuencia es estable frente a variaciones de la tensión de alimentación. La dependencia con la temperatura depende del resonador, pero un valor t:pico para cristales de cuarzo es de BC BB/D del valor a +/ E', en el mar!en de B a FB E'. $stos osciladores admiten un peque2o ajuste de frecuencia, con un condensador en serie con el resonador, que apro4ima la frecuencia de este, de la resonancia serie a la paralela. $ste ajuste se puede utilizar en los A'" "scilador controlado por tensión 9Aolta!e controlled oscillator* para modular su salida.
QUE SON LOS CIRCUITOS MULTIVIBRADORES. $n electrónica, un multivibrador es un circuito oscilador capaz de !enerar una onda cuadrada. 8e!
?e funcionamiento continuo, astable o de oscilación libre7 !enera ondas a partir de la propia fuente de alimentación.
?e funcionamiento impulsado7 a partir de una se2al de disparo o impulso sale de su estado de reposo. •
8i posee dos de dichos estados, se denomina biestable.
•
8i poseen uno, se le llama monoestable.
$n su forma más simple son dos sencillos transistores realimentados entre s:. #sando redes de resistencias y condensadores en esa realimentación se pueden definir los periodos de inestabilidad. #n circuito inte!rado multivibrador muy popular es el ///, que usa un sofisticado dise2o para lo!rar una !ran precisión y fle4ibilidad con muy pocos componentes e4ternos.
QUE TIPOS DE MULTIVIBRADORES PUEDE MENCIONAR9 DIBUJAR SU ESQUEMA CIRCUITAL. 'on los multivibradores nos movemos dentro del terreno de los circuitos productores de se2ales cuyo ori!en se encuentra en el oscilador, aunque con procedimientos y resultados diferentes. $l tipo de multivibrador a que vamos a referirnos en primer lu!ar, recibe el nombre de multivibrador astable, es decir que !enera oscilaciones eléctricas de mayor o menor frecuencia. ?espués nos referiremos a los mutivibradores biestables y de los monoestables que se utilizan los encendidos electrónicos inte!rales, de má4ima complejidad electrónica.
M%)':'(*+#( *")*%! $l multivibrador astable provoca dos etapas de funcionamiento que se reemplazan espontáneamente. Los blocajes no son de ori!en electroma!nético, como hemos visto en el oscilador, sino que estos dispositivos utilizan las propiedades que presentan dos trasistores donde el desbloqueo de uno ase!ura el bloqueo del otro, de modo que se turnan en estas posiciones. -qu: tenemos un circuito básico de multivibrador astable que !uarda !ran parecido con el circuto básico de un amplificador de dos etapas, pero que presenta al!unas particularidades especiales. $n primer lu!ar observamos que la salida del transistor 0+ está conectado por el condensador '+ a la base del transistor 0), por lo que nos encontramos frente a un circuito de realimentación cuyo funcionamiento es el si!uiente7 $n el momento en que el Gnterruptor 9G* se cierra, la corriente procedente del dispositivo pasa a través del emisor a alimentar la base del transistor 0), pasando se!uidamente a la
base de 0+, que a su vez se hace pasante y deriva toda su corriente ne!ativa a través del condensador '+ hacia la base de 0), la cual se hace más pasante, se realimenta de nuevo la base de 0+ y aumenta el paso de la corriente, etc., en una permanente y rápida sucesión de amplificaciones que duran hasta que se alcanzen los valores má4imos que el dispositivo permite. $n este momento, uno de los transistores, el 0+, se abre, y comienza a establecerse el relevo entre los dos transistores en virtud de la si!uiente consecuencia7 'uando el 0), por ejemplo, alcanza su má4imo de conducción la tensión de colector de este transistor disminuy, circunstancia que se transmite, ló!icamente, a la base del transistor 0+. ero además, estas variaciones de tensión se hacen positivas, lo que bloquea la base de 0+. $sta es la razón por la que el transistor citado se bloquea, situación que se mantiene solamente un breve per:odo de tiempo. La tensión en el condensador '), lle!ado el momento, va disminuyendo y por la resistencia de base R se va preparando un paso ne!ativo para alimentación de la base 0+ a través del ne!ativo de la red, situación que se materializa cuando la tensión de ') está por debajo de la tensión ne!ativa de este punto. -s: cuando 0+ reciba tensión ne!ativa en la base se produce una rápida amplificación de la corriente hasta que lle!a el momento de la conducción al má4imo de 0+, y entonces se ori!ina una depresión en la tensión que nos devuelve a la misma situación del caso anterior, ya que el transistor 0+ se bloquea.
M%)':'(*+#( '!")*%! $l principio de funcionamiento de los multivibradores biestables puede se!uirse con la ayuda de la ima!en, en un esquema que está simplificado al má4imo. 'onsta de dos transistores como es tradicional en otro dispositivos. 8i el0+ funciona es !racias a la corriente positiva de base que le lle!a a través de la resistencia R), lo que lo hace pasante tal como las flechas indican. $n estas condiciones, el transistor 0) no conduce no lo har:a nunca si no recibe una intervención e4terior en forma de un impulso. $n efecto, si se le aplica una se2al de entrada de sentido conveniente sobre los colectores del montaje, la situación se invierte. $n esta otra ima!en tenemos un esquema de circuito más completo. $n ) tenemos el !enerador de impulsos que controla las bases de los transistores de que consta este multivibrador. $n el supuesto de que el transistor 0+ sea pasante, el diodo ?) queda
sometido a una tensión contraria importante, mientras el diodo ?+ no está sometido a dicha tensión. or ello, al dar un impulso ne!ativo desde el !enerador 9)* y este impulso repartirse por i!ual por ambas bases, el diodo ?+ es el primero en conducir, con lo que se invierte la situación y 0) se convierte en conductor y 0+ se bloquea. $ste tipo de multivibradores biestables se utiliza en los microordenadores y en muchos esquemas puede sustituirse la acción de los diodos por la introducción de diodos Hener.
M%)':'(*+#( ,#$#!")*%! Aamos a ver en qué consiste el multivibrador monostable, también utilizado con frecuencia en los computadores de los sistemas de encendido inte!rales, y en los microordenadores !enerales de control de la inyección y otros servicios del automóvil. 8e llama multivibrador monostable a un dispositivo formado por dos transitores capaces de pasar de un estado estable a otro inestable, por los efectos de un impulso, con la particularidad de que el estado inestable tiene una duración que depende de las constantes del dispositivo. 0odo vuelve a empezar cuando se produce un nuevo impulso. $n la ima!en vemos un esquema de este dispositivo donde puede apreciarse en 9)* el !enerador de impulsos. 'uando éste no funciona, la corriente positiva pasa a alimentar la base del transistor II 90)* a través de la residencia R), y se hace pasante, impidiendo el funcionamiento del transitor 0+. 8i un impulso ne!ativo se env:a J) procedente del !enerador 9)* el circuito de base de 0) se corta y el transistor se bloquea. $sto permite la alimentación de la base de 0= y la conducción de este transistor. La car!a del condensador ') hace subir la tensión se!
;. MATERIALES Y EQUIOIOS.;.1. 7ERRAMIENTAS
Kue!o de destornilladores.
Kue!o de alicates.
'aut:n con soporte, soldadura y pomada para soldar.
#n par de chicotillos para tester con pinzas tipo cocodrilo,
3anual de semiconductores.
rotoboard y alambres de !rosor adecuado.
#na lupa.
;.2. INSTRUMENTOS
3ult:metro con terminales o chicotillos en buen estado, as: como su bater:a o pila.
'apacimetro.
3edidor de bobinas.
#na fuente de alimentación simétrica.
"sciloscopio.
;.3. COMPONENTES
lacas de equipos electrónicos 9radio, tv, teléfono, etc.* donde se puedan encontrar principalmente transistores, resistores, condenadores 9fijos y variables*, bobinas y trasformadores de frecuencia intermedia.
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE TECNOLOGIA ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES
PREINFORME DE LABORATORIO N o 1 TITULO: IMPLEMENTACIÓN DE OSCILADORES Y MULTIVIBRADORES CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSITARIO: MAMANI APAZA LUIS GUSTAVO GRUPO: 10 MATERIA: LABORATORIO DE TELECOMUNICACIONES I PARALELO: “A” FECHA DE ENTREGA: 13 d !"#$o d %01&
LA PAZ ' BOLIVIA
