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Circuitos basicos (4)

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Circuitos basicos (4)

  1. 1. AmplificadoresFrecuentemente los signos proporcionados por una fuente de señales no puedenser utilizados directamente después de su estricta producción: unas veces resultaque son demacioado fuertes, otras, demaciado débiles; otras veces, sus formasgráficas no son las apropiadas para el dispositivo que debe utilizarlas; otras vecespuede ocurrir que no produzcan en el momento oportuno, etc. De ello se deduceque las señales hay que elaborarlas. Si una señal resulta demasiado débil para suutilización, se precisa amplificar, es decir, aumentar su magnitud ya sea en unasola o en varias sucesivas etapas, y ello es lo que llevan a cabo losamplificadores. Constitución de los AmplificadoresNosotros ya conocemos, en electrónica general, qué es un transformador, ypodríamos decir que su misión es, en el fondo, la de un amplificador ya que,como hace una bobina de encendido, por ejemplo, umenta considerablemente latensión del secundario a costa de reducir la intensidad. Resulta algo así comotener un billete de USD100 o bien 100 bielletes de USD1: el valor es el mismo. Porlo tanto no hay ganancia que es precisamente lo que distingue al amplificador del tranformador. En esta imagen vemos un circuito donde un transistor actúa como amplificador, y el cual representa la forma más simple y sencilla de llevar a cabo este circuito básico. Aunque circuitos de este tipo pueden hacerse de muchas formas, hay que destacar aquí la presencia y disposición de las resistencias R1, R2, R3, y R4, así como de los condensadores C1 y C2 que tienen por misiónpermitir el paso de la corriente alterna a través del cicuito amplificador y evitar el paso de la continua de una a otra etapa. A este respecto hay que tener en cuenta que el condensador corta el paso de la corriente continua pero deja pasar la corriente alterna y éste es el caso del alternador, productor de la señal, en la imagen. En cuanto a lasresistencias, determinan el punto de funcionamiento del transistor y, sobre todola R2, actúa también de elemento protector del transistor frente al exceso detemperatura que se genera durante el funcionamiento del semiconductor.Un amplificador de este tipo puede resultar, para determinadas funciones, conmuy poco poder amplificador. Aún cuando un sólo transistor puede muy bienalcanzar un factor de amplación de 100 (lo que significa hacer cien vecesmásgrande la señal recibida) hay que tener en cuenta que se trabaja habitualmentecon señales tan débiles, que esta amplificación puede resultar del todoinsuficiente. Por ello se utilizan amplificadores de dos o más etapas queaumentan al cuadrado el valor de la primera amplificación. Así, si colocamos unmontaje como el mostrado en la imagen unido a otro semejante podremosobtener 100 x 100 = 10.000 veces la señal de salida superior a la entrada, ypodríamos obtener todavía mucho más a base de acudir a una tercera etapa, etc.
  2. 2. OsciladoresAl estudiar los amplificadores citábamos un circuito electrónico básico en el que,de alguna manera, había una transformación de las señales. Pero en el caso delos osciladores nos encontramos ante un dispositivo que es productor de señales.De este tipo son además los multivibradores y los convertidores.Se puede imaginar un oscilador como un amplificador que se suministra a símismo su propia señal de entrada; es decir, en el que parte de la señal de salidase deriva a la entrada, efectúandose un circuito de autoalimentación hastaalcanzar un punto de saturación máxima en la cual se invierte el proceso hastallegar asu vez a la anulación de la corriente, y recomenzar de nuevo hasta lasaturación, volviendo nuevamente a la anulación y así sucesivamente. Es entonces, un efecto verdaderamente oscilante. Esquema simple de un oscilador realizado a base de un transistor(T). R, resistencias. I interruptor. Ap, arrollamiento primario. As arrollamiento secundario del transformador. Un sencillo oscilador de este tipo puede servirnos para conseguir desplazar de face a una señal eléctrica alterna en un orden de 180 grados. Como puede verse, el transistor (T), de tipo PNP, tiene el colector conectado en el arrollamiento primario del transformador de modo que al cerrar el interruptor(I) la corriente empieza a circular desde emisor- colector y primario. La corriente que pasapor éste se induce en el secundario, la cual se suma a la tensión de la base deltransistor por lo que éste se hace más pasante (existe aquí una evidente labor deamplificación) de modo que el paso de la corriente por el circuito emisor-colector-primario aumenta. De nuevo se induce, como consecuencia de ello, máscorriente en el secundario del transformador con lo que la base resulta másconductora y aumenta a su vez la corriente emisor-colector-primario, lo queaumenta la corriente inducida en el secundario, etc. Esta situación finalizacuando la corriente que circula por el primario es la máxima admisible, en cuyocaso se estabiliza y no se produce ya inducción puesto que no hay variación deflujo en el transformador. Este es precisamente el momento en que la base deltransistor deja de recibir tensión de control, de modo que se produce elfenómeno a la inversa porque al decender el valor de la corriente en el primario,la corriente que se induce en el secundario como consecuencia de la pérdidapaulatina de valor de la tensión se hace en el secundario con un signo contrario ala tensión inicial, con lo cual el transistor se bloquea y el primario se queda sintensión. Llegado este momento no pasa corriente por el primatio y el secundariono recibe inducción, por lo que la base vuelve a quedar en condiciones derecomenzar el ciclo.El ritmo de la frecuencia en que se producen las oscilaciones se mide en hercios(ciclos u oscilaciones por segundo) y depende de la construcción y diseño del
  3. 3. transformador, y pueden ir desde varios centenares a varios miles de hercios porsegundo, según el número de espiras, el material con el que se ha construido losnúcleos (hierro, ferrita), etc.Multivibrador astableEl multivibrador astable provoca dos etapas de funcionamiento que sereemplazan espontáneamente. Los blocajes no son de origen electromagnético,como hemos visto en el oscilador, sino que estos dispositivos utilizan laspropiedades que presentan dos trasistores donde el desbloqueo de uno asegura elbloqueo del otro, de modo que se turnan en estas posiciones. Aquí tenemos un circuito básico de multivibrador astable que guarda gran parecido con el circuto básico de unamplificador de dos etapas, pero que presenta algunas particularidades especiales. En primer lugar observamos que la salida del transistor T2 está conectado por el condensador C2 a la base del transistor T1,por lo que nos encontramos frente a un circuito de realimentación cuyofuncionamiento es el siguiente: En el momento en que el Interruptor (I) se cierra,la corriente procedente del dispositivo pasa a través del emisor a alimentar labase del transistor T1, pasando seguidamente a la base de T2, que a su ves sehace pasante y deriva toda su corriente negativa a través del condensador C2hacia la base de T1, la cual se hace más pasante, se realimenta de nuevo la basede T2 y aumenta el paso de la corriente, etc., en una permanente y rápidasucesión de amplificaciones que duran hasta que se alcanzen los valores máximosque el dispositivo permite. En este momento, uno de los transistores, el T2, seabre, y comienza a establecerse el relevo entre los dos transistores en virtud dela siguiente consecuencia:Cuando el T1, por ejemplo, alcanza su máximo de conducción la tensión decolector de este transistor disminuy, circunstancia que se transmite,lógicamente, a la base del transistor T2. Pero además, estas variaciones detensión se hacen positivas, lo que bloquea la base de T2. Esta es la razón por laque el transistor citado se bloquea, situación que se mantiene solamente unbreve período de tiempo.La tensión en el condensador C1, llegado el momento, va disminuyendo y por laresistencia de base R3 se va preparando un paso negativo para alimentación de labase T2 a través del negativo de la red, situación que se materializa cuando latensión de C1 está por debajo de la tensión negativa de este punto. Así cuandoT2 reciba tensión negativa en la base se produce una rápida amplificación de lacorriente hasta que llega el momento de la conducción al máximo de T2, yentonces se origina una depresión en la tensión que nos devuelve a la mismasituación del caso anterior, ya que el transistor T2 se bloquea.Multivibrador biestable
  4. 4. El principio de funcionamiento de los multivibradores biestables puede seguirse con la ayuda de la imagen, en un esquema que está simplificado al máximo. Consta de dos transistores como es tradicional en otro dispositivos. Si elT2 funciona es gracias a la corriente positiva de base que le llega a través de la resistencia R1, lo que lo hacepasante tal como las flechas indican. En estas condiciones, el transistor T1 noconduce no lo haría nunca si no recibe una intervención exterior en forma de unimpulso. En efecto, si se le aplica una señal de entrada de sentido convenientesobre los colectores del montaje, la situación se invierte. En esta otra imagen tenemos un esquema de circuito más completo. En 1 tenemos el generador de impulsos que controla las bases de los transistores de que consta este multivibrador. En el supuesto de que el transistor T2 sea pasante, el diodo D1 queda sometido a una tensión contraria importante,mientras el diodo D2 no está sometido a dicha tensión. Por ello, al dar un impulsonegativo desde el generador (1) y este impulso repartirse por igual por ambasbases, el diodo D2 es el primero en conducir, con lo que se invierte la situación yT1 se convierte en conductor y T2 se bloquea.Este tipo de multivibradores biestables se utiliza en los microordenadores y enmuchos esquemas puede sustituirse la acción de los diodos por la introducción dediodos Zener.Multivibrador monoestableVamos a ver en qué consiste el multivibrador monostable, también utilizado confrecuencia en los computadores de los sistemas de encendido integrales, y en losmicroordenadores generales de control de la inyección y otros servicios delautomóvil.Se llama multivibrador monostable a un dispositivo formado por dos transitorescapaces de pasar de un estado estable a otro inestable, por los efectos de unimpulso, con la particularidad de que el estado inestable tiene una duración quedepende de las constantes del dispositivo. Todo vuelve a empezar cuando seproduce un nuevo impulso. En la imagen vemos un esquema de este dispositivo donde puede apreciarse en (1) el generador de impulsos. Cuando éste no funciona, la corriente positiva pasa a alimentar la base del transistor NPN (T1) a
  5. 5. través de la residencia R1, y se hace pasante, impidiendo el funcionamiento deltransitor T2. Si un impulso negativo se envía B1 procedente del generador (1) elcircuito de base de T1 se corta y el transistor se bloquea. Esto permite laalimentación de la base de T" y la conducción de este transistor. La carga delcondensador C1 hace subir la tensión según una constante de tiempo quedepende de los valores de R1 y de C1, y cuando adquiere unos vauficientes labase de T1 recobra su corriente, por lo que T2 se bloquea.ConvertidoresEn la electrónica podemos encontrar dos clases de convertidores:1) Convertidor Analógico-Digital.2) Convertidor Digital-Analógico.1 - Una conversión analógica-digital consiste en la transcripción de señalesanalógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento(encriptación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) másinmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señalesanalógicas.2 - La conversión digital-analógica es un proceso que permite la lectura delcódigo binario grabado en un CD. Tiene la misma frecuencia de muestreo(controlada por un reloj) con que se grabó el sonido en el cd y tiene una cantidadde bits determinada. Con este aparato se pueden leer los cds y reproducirse. Poreso el nombre: Convierte de Digital a Analógico.

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