Osciladores Astables

OSCILADOR ASTABLE

David Santos
santosh@javeriana.edu.co
Edgar Velasco
Velasco.edgar@javeriana.edu.co

RESUMEN: En el presente trabajo se planteará el modelo teórico (circuital) de un oscilador astable, y se analizará su gráfica de salida (en voltaje), esto se lograra tras hacer una investigación con el fin de entender el funcionamiento de dicho oscilador. Se pasará del modelo teórico auno simulado en el software Orcad.

PALABRAS CLAVE: Oscilador, Astable, Circuito, Simulación.

INTRODUCCIÓN

Un oscilador es un sistema capaz de hacer o realizar cambios o perturbaciones a un medio dependiendo del área de trabajo, dichas perturbaciones pueden llegar a ser periódicas o cuasi periódicas.
En electrónica un oscilador básicamente es un circuito que tiene como funcionalidadconvertir una corriente continua en una corriente variable de forma periódica en el tiempo (sinodales, cuadradas, triangulares etc.)
En este campo, astable referencia a un multivibrador u oscilador de onda cuadrada que no tiene ningún estado estable, en vez de eso posee dos estados en los que permanece conmutando durante el tiempo de polarización, el tiempo de conmutación depende del tiempo decarga y descarga de los condensadores.
Este tipo de multivibradores tienen varias aplicaciones, entre estas encontramos generación de ondas periódicas y tren de impulsos.


OBJETIVOS

* Estudiar y entender el comportamiento de un multivibrador astable.
* Mostar el funcionamiento interno del oscilador.
* Desarrollar la gráfica de salida de voltaje del multivibrador por medio de unsimulador computacional.


OSCILADOR BIESTABLE

La base de partida del multivibrador astable es del oscilador biestable, básicamente un oscilador biestable es un oscilador que posee como su nombre lo indica dos estados estables, y es capaz de permanecer en uno de los dos por un tiempo indefinido dependiendo de las entradas y perturbaciones externas que se le pongan, por estascaracterísticas este tipo de osciladores son muy usados en electrónica digital para almacenamiento de datos, su nombre en inglés es el de flip-flops.

Figura 1. Oscilador Biestable.

En un Oscilador Biestable, (como el de la figura 1.) suponiendo que la entrada Vi es cero, podemos suponer que en v+ hay un voltaje positivo pequeño, suponiendo que la ganancia del amplificador (A) es mayor a 1, en v0 veremosun voltaje mayor y el voltaje en v+ será el divisor resistivo (R1/ (R2+R1)) el cual llameremos β; si Aβ es mayor a 1, la señal de realimentación será mayor que la que había antes en v+. Este proceso regenerativo continuara hasta que el amplificador se sature y v0 llegue a un valor L+ de esta forma el voltaje sobre v+= L+β, y será v+= L-β suponiendo que el voltaje inicial en v+ sea negativo. Deesta forma vemos el comportamiento de un oscilador Biestable, el cual nunca podrá estar en la condición de v+=0 y v0=0 ya que este es el punto de menor equilibrio.

Teniendo esto ya claro, ahora veremos el comportamiento del oscilador biestable tomando vI≠0. Supongamos que v+=L+β asi que si aumentamos el valor de vI vemos que nada pasa hasta que vI supera el valor de L+β justo cuando pasa esto,el voltaje diferencial se hace negativo y la salida del amplificador toma un valor negativo, el cual llega por su realimentación a L- y v+=L-β. Este comportamiento se puede ver en la figura 2.


Figura 2. Función de transferencia característica con Vi creciendo.

Ahora consideremos que sucede si decrecemos el valor de vI, cuando el valor de este llegue a ser menor a L-β el diferencial en elamplificador generara un voltaje positivo en la salida del amplificador el cual se estabiliza en L+ con v+=L+β. La grafica de la función de transferencia la vemos en la Figura 3.

Figura 3. Función de transferencia característica con Vi decreciendo.

Si unimos las dos funciones de transferencia de la Figura 2 y la Figura 3 obtenemos la función de transferencia de la Figura 4.

Esta figura...