Forse state realizzando un progetto che richiede la conoscenza degli oscillatori di blocco. Temete di essere sopraffatti da questo argomento?
I circuiti con oscillatori di blocco o a impulsi sono semplici ed entusiasmanti da realizzare, ma hanno molte applicazioni nella vita di tutti i giorni.
Apprezziamo l’importanza degli oscillatori di blocco nei circuiti elettronici e condividiamo le nostre conoscenze.
Questo articolo tratta tutto ciò che c’è da sapere su di essi. Continuate a leggere.
Che cos’è un oscillatore di blocco?
Figura 1: Schema del circuito dell’oscillatore di blocco
Un oscillatore di blocco è un generatore di onde discrete che impiega un trasformatore, un resistore e un elemento di amplificazione per produrre un impulso periodico.
Alcuni elementi di amplificazione comuni sono i transistor e i tubi a vuoto.
Le proprietà di blocco sono dovute al fatto che l’elemento amplificatore viene bloccato per la maggior parte del suo ciclo di lavoro.
I parametri importanti dell’oscillatore bloccante sono:
Tempo di ripetizione dell’impulso
L’ampiezza dell’impulso
La velocità di ripetizione degli impulsi
Tipi di oscillatori di blocco
Un trasformatore di impulsi è fondamentale per tutti gli oscillatori di blocco, poiché genera un impulso periodico.
Se il circuito produce un singolo impulso, si tratta di un circuito monostabile. Se invece il circuito può cambiare automaticamente stato, si tratta di un circuito oscillatore astabile.
È necessario notare che non è possibile ottenere un funzionamento bistabile utilizzando un oscillatore bloccante. In questa sezione vengono analizzate le varie classi di oscillatori bloccanti.
Oscillatore di blocco monostabile
Il circuito di un oscillatore di blocco monostabile comprende un trasformatore di impulsi a tre avvolgimenti e una resistenza di emettitore. Gli oscillatori di blocco utilizzano resistenze di carico o carichi a scopo di smorzamento.
Inoltre, utilizzano le spire del collettore e del trasformatore di base per fornire una retroazione rigenerativa. La terza gamba del trasformatore è arbitraria e fornisce un impulso negativo o positivo attraverso il carico.
In questa prospettiva, abbiamo due tipi di oscillatori monostabili di blocco.
L’oscillatore monostabile di blocco con temporizzazione di base
Oscillatore monostabile di blocco con temporizzazione dell’emettitore
Oscillatore monostabile di blocco con temporizzazione di base
Figura 2: Schema di un oscillatore monostabile con temporizzazione di base
Un oscillatore monostabile con temporizzazione di base è costituito da un trasformatore di impulsi, un transistor e un resistore.
Il trasformatore di impulsi fornisce la retroazione, mentre il resistore controlla la durata dell’impulso.
Il rapporto tra base e collettore dell’avvolgimento è di n:1. Pertanto, per ogni giro di avvolgimento primario del circuito collettore, il circuito di base ha n giri di avvolgimento secondario.
Il transistor è inizialmente spento e la tensione di base, VBB, è troppo bassa. Pertanto, si può assumere che VBB sia trascurabile. Pertanto, la tensione del transistor è VCC, la tensione che attraversa il circuito del collettore.
L’introduzione di un ingresso negativo al collettore riduce la tensione attraverso il collettore, VCC. Ciò comporta un aumento effettivo della tensione alla base del transistor.
L’aumento di tensione alla base è possibile grazie alle polarità degli avvolgimenti del trasformatore.
Il circuito subisce un aumento di tensione sufficiente a far sì che la tensione tra l’emettitore e la base, VBE, superi la tensione di cut-in. Ciò induce una piccola corrente sul transistor.
La piccola corrente provoca progressivamente una caduta di tensione sul collettore, aumentando la corrente di collettore. Aumenta anche il guadagno del circuito. Alla fine si arriva a un punto in cui il transistor entra in saturazione.
Lo stato precedente è instabile e il transistor raggiunge la stabilità passando al cut-off.
Oscillatore monostabile di blocco con temporizzazione dell’emettitore
Figura 3: Schema di un oscillatore monostabile con temporizzazione dell’emettitore
Un oscillatore monostabile con temporizzazione dell’emettitore ha una larghezza di impulso del circuito insensibile al guadagno di corrente. Il circuito di emettitore è dotato di una resistenza di temporizzazione per controllare l’ampiezza dell’impulso.
È necessario utilizzare un trasformatore di impulsi a tre avvolgimenti con il collettore e la base.
Gli avvolgimenti primari si collegano al collettore, mentre quelli secondari alla base. Collegare il terzo avvolgimento a una resistenza di carico a scopo di smorzamento.
Questa disposizione facilita l’inversione della polarità di potenza tra gli avvolgimenti primari e secondari del trasformatore.
Per l’oscillatore a tempo di emettitore, la resistenza di emettitore controlla il periodo dell’impulso di uscita.
Oscillatori astabili di blocco
Esistono due tipi di oscillatori astabili di blocco.
Oscillatori astabili di blocco controllati da diodi
Oscillatori astabili di blocco controllati da RC
Oscillatore astabile di blocco controllato da diodo
Figura 4: Schema di un oscillatore di blocco astabile controllato da un diodo
L’oscillatore di blocco di cui sopra ha un condensatore tra la base del transistor e il secondario del trasformatore. Si utilizza un diodo per collegare il collettore del transistor e l’avvolgimento primario del trasformatore.
Il funzionamento degli oscillatori astabili di blocco si basa sull’introduzione di un impulso iniziale sul collettore, dopo il quale l’impulso viene rimosso. In questo stato, il diodo è invertito. Pertanto, qualsiasi tensione ai terminali del trasformatore indurrà alla base senza variazioni di fase.
Alla fine, la corrente di base aumenta e il transistor sviluppa una tensione base-emettitore, VBE. Una VBE sufficiente supera la tensione di cut-in e accende il transistor.
L’accumulo di corrente di collettore polarizza in avanti il diodo e si riflette sull’avvolgimento del trasformatore, caricando il condensatore. Il condensatore di carica è spento perché non può scaricare la corrente durante la carica. La base recente si abbassa sufficientemente per spegnere il transistor.
Pertanto, la tensione attraverso il diodo si stabilisce sul primario del trasformatore e sul suo secondario. Il condensatore si scarica, la corrente di base attiva il transistor e il processo si ripete.
Oscillatore di blocco astabile controllato da RC
Figura 5: Schema di un oscillatore di blocco astabile controllato da RC
Negli oscillatori di blocco controllati da RC, all’emettitore si aggiungono una resistenza di temporizzazione e un condensatore. Il loro ruolo è quello di controllare la temporizzazione degli impulsi dell’oscillatore.
Il principio di funzionamento è molto simile a quello degli oscillatori di blocco astabili controllati da diodi. La scarica del condensatore non è controllata dal diodo, ma da una costante di tempo impostata dalla rete di resistenze e condensatori.
Come funziona un oscillatore di blocco
Un oscillatore si basa sul trasformatore di impulsi per generare una forma d’onda rettangolare e su un resistore per controllare la frequenza di uscita.
In uno stato di inattività, la tensione di base del transistor è minima e quindi si trova in uno stato OFF. La tensione di base non deve essere pari a zero per evitare che l’oscillatore sia innescato da un falso rumore.
Applicando un segnale a impulsi al collettore si abbassa il suo potenziale e si alza il potenziale di base a causa dell’azione del trasformatore.
Alla fine si raggiunge uno stadio in cui la tensione tra base ed emettitore, VBE, supera la tensione di ginocchio. Il transistor esce dalla fase di taglio e la corrente di collettore diminuisce. Inoltre, a causa dell’inversione di fase dovuta all’azione del trasformatore, il potenziale di base aumenta.
Se il potenziale di base aumenta e il transistor guadagna più di una volta, viene portato alla saturazione. La corrente di collettore aumenta durante il periodo di saturazione, mentre la tensione di collettore rimane costante.
La corrente di emettitore è determinata dalla resistenza di emettitore e dalla retroazione del trasformatore. Un aumento della corrente di collettore provoca una diminuzione costante della corrente di base.
Alla fine, si raggiunge un punto in cui la corrente di base è sufficientemente bassa da spingere il transistor al cut-off. Il ciclo o impulso si ripete.
Applicazioni degli oscillatori di blocco
Sono fondamentali come commutatori periodici nei circuiti elettronici.
Gli oscillatori di blocco possono essere utilizzati anche come divisori di frequenza nei circuiti digitali.
Sono fondamentali per generare impulsi di grande potenza di picco.
Sono fondamentali come interruttori nei sistemi a bassa impedenza
Conclusione
In conclusione, abbiamo discusso gli aspetti critici degli oscillatori di blocco e le modalità di applicazione delle conoscenze nella vita reale.
Se avete bisogno di aiuto con gli oscillatori di blocco o con il vostro progetto, non esitate a contattarci in qualsiasi momento.
