Osciladores de Bloqueio Explicados: Como Funcionam, Tipos e Aplicações Reais

Você pode estar fazendo um projeto que exige que você saiba sobre osciladores de bloqueio. Tem preocupações de que isso possa sobrecarregá-lo?

Circuitos osciladores de bloqueio ou pulso são simples e interessantes de trabalhar, mas têm muitas aplicações em nosso dia a dia.

Apreciamos a importância dos osciladores de bloqueio em circuitos eletrônicos e compartilhamos nosso conhecimento.

Este artigo cobre tudo o que você precisa saber sobre eles. Continue lendo.

O que é um Oscilador de Bloqueio?

Fig 1: Diagrama de Circuito de Oscilador de Bloqueio

Um oscilador de bloqueio é um gerador de onda discreto que emprega um transformador, resistor e elemento amplificador para produzir um pulso periódico.

Alguns elementos amplificadores comuns são transistores e tubos a vácuo.

Ele obtém suas propriedades de bloqueio porque seu elemento amplificador passa por bloqueio durante a maior parte de seu ciclo de trabalho.

Parâmetros importantes do oscilador de bloqueio são:

• Tempo de repetição de pulso
• Largura de pulso
• Taxa de repetição de pulso

Tipos de Osciladores de Bloqueio

Um transformador de pulso é crítico com todos os osciladores de bloqueio, pois gera um pulso periódico.

Se o circuito produz um único pulso, é um circuito monostável. E se o circuito pode alterar automaticamente seu estado, é um circuito oscilador astável.

Você deve notar que não pode alcançar uma operação bistável usando um oscilador de bloqueio. Esta seção abaixo analisa as várias classes de osciladores de bloqueio.

Oscilador de Bloqueio Monostável

Um circuito oscilador de bloqueio monostável compreende um transformador de pulso de três enrolamentos e um resistor de emissor. Osciladores de bloqueio usam resistores de carga ou cargas para fins de amortecimento.

Além disso, ele usa as espiras do transformador do coletor e base para fornecer realimentação regenerativa. A terceira perna do transformador é arbitrária e fornece um pulso negativo ou positivo na carga.

Com isso em mente, temos dois tipos de osciladores de bloqueio monostáveis.

• O oscilador de bloqueio monostável com temporização de base
• Oscilador de bloqueio monostável com temporização de emissor

Oscilador de Bloqueio Monostável com Temporização de Base

Fig 2: Esquemático de um Oscilador Monostável com Temporização de Base

Um oscilador monostável com um circuito de pulso de temporização de base consiste em um transformador de pulso, um transistor e um resistor.

O transformador de pulso fornece realimentação enquanto o resistor controla a duração do pulso.

Ele tem uma razão de enrolamento de base para coletor de n:1. Portanto, para cada volta de enrolamento primário do circuito do coletor, o circuito de base tem n voltas de enrolamento secundário.

O transistor está inicialmente DESLIGADO, e a tensão de base, VBB, é muito baixa. Portanto, você pode assumir VBB como desprezível. Assim, a tensão do transistor é a VCC, a tensão através do circuito do coletor.

Introduzir uma entrada negativa no coletor reduz a tensão através do coletor, VCC. Isso resulta em um aumento efetivo de tensão na base do transistor.

O aumento de tensão na base é possível devido às polaridades dos enrolamentos do transformador.

O circuito experimenta aumento de tensão suficiente de modo que a tensão através do emissor e base, VBE, excede a tensão de corte. Portanto, isso induz uma pequena corrente no transistor.

Progressivamente, a pequena corrente causa uma queda de tensão através do coletor enquanto aumenta a corrente do coletor. Também aumenta o ganho de malha. Eventualmente, chega a um ponto quando o transistor entra em saturação.

O estado acima é instável, e o transistor alcança estabilidade entrando em corte.

Oscilador de Bloqueio Monostável com Temporização de Emissor

Fig 3: Esquemático de um Oscilador Monostável com Temporização de Emissor

Um oscilador monostável temporizado por emissor tem uma largura de pulso de circuito insensível ao ganho de corrente. Seu circuito de emissor tem um resistor de temporização para controlar a largura do pulso.

Você deve usar um transformador de pulso de três enrolamentos com o coletor e a base.

Os enrolamentos primários conectam ao coletor, enquanto os enrolamentos secundários conectam à base. Conecte o terceiro enrolamento a uma resistência de carga para fins de amortecimento.

Este arranjo facilita a inversão de polaridade de potência nos enrolamentos primário e secundário do transformador.

Para o oscilador temporizado por emissor, a resistência do emissor controla o período do pulso de saída.

Osciladores de Bloqueio Astáveis

Temos dois tipos de osciladores de bloqueio astáveis.

• Osciladores de bloqueio astáveis controlados por diodo
• Osciladores de bloqueio astáveis controlados por RC

Oscilador de Bloqueio Astável Controlado por Diodo

Fig 4: Esquemático de um Oscilador de Bloqueio Astável Controlado por Diodo

O oscilador de bloqueio acima tem um capacitor entre a base do transistor e o secundário do transformador. Você usa um diodo para conectar o coletor do transistor e através do enrolamento primário do transformador.

A operação dos osciladores de bloqueio astáveis depende da introdução de um pulso inicial no coletor, após o qual você remove o pulso. Neste estado, o diodo está polarizado inversamente. Portanto, qualquer tensão nos terminais do transformador induzirá na base sem mudança de fase.

Eventualmente, a corrente de base sobe, e o transistor desenvolve uma tensão base-emissor, VBE. Um VBE suficiente supera a tensão de corte e liga o transistor.

O acúmulo de corrente do coletor polariza diretamente o diodo e reflete no enrolamento do transformador, carregando o capacitor. O capacitor de carregamento está DESLIGADO, pois não descarregará corrente enquanto carrega. A queda recente de base é suficiente para desligar o transistor.

Portanto, a tensão através do diodo se estabelece no primário do transformador e através de seu secundário. Portanto, o capacitor descarrega, e a corrente de base liga o transistor, e o processo se repete.

Oscilador de Bloqueio Astável Controlado por RC

Fig 5: Esquemático de um Oscilador de Bloqueio Astável Controlado por RC

Adicione um circuito de resistor e capacitor de temporização ao emissor nos osciladores de bloqueio controlados por RC. Seu papel é controlar os tempos de pulso do oscilador.

O princípio de operação é muito semelhante aos osciladores de bloqueio astáveis controlados por diodo. A descarga do capacitor não está sob o controle do diodo, mas por uma constante de tempo definida pela rede resistor-capacitor.

Como Funciona um Oscilador de Bloqueio

Um oscilador depende do transformador de pulso para gerar uma forma de onda retangular e um resistor para controlar a frequência de saída.

Em um estado dormente, a tensão de base do transistor é mínima, e portanto está em estado DESLIGADO. A tensão de base não deve ser zero para evitar disparo falso por ruído do oscilador.

Aplicar um sinal de pulso ao coletor abaixa seu potencial e eleva o potencial de base devido à ação do transformador.

Eventualmente, um estágio é alcançado quando a tensão através da base e emissor, VBE, excede a tensão de joelho. O transistor sai da fase de corte causando a diminuição da corrente do coletor. E como resultado da inversão de fase pela ação do transformador, o potencial de base sobe.

Se o potencial de base sobe e o transistor ganha mais que uma vez, ele é levado à saturação. A corrente do coletor sobe durante o período de saturação enquanto a tensão do coletor permanece constante.

A corrente do emissor é determinada pelo resistor do emissor e a realimentação do transformador. Um aumento na corrente do coletor causa uma diminuição constante na corrente de base.

Eventualmente, um ponto é alcançado quando a corrente de base é suficientemente baixa para empurrar o transistor para corte. O ciclo ou pulso então se repete.

Aplicações do Oscilador de Bloqueio

• São críticos como chaves periódicas em circuitos eletrônicos
• Osciladores de bloqueio também podem ser usados como divisores de frequência em circuitos digitais
• Também são essenciais para gerar pulsos de potência de pico grande
• São críticos como chaves em sistemas de baixa impedância

Conclusão

Em conclusão, discutimos os aspectos críticos dos osciladores de bloqueio e como você pode aplicar o conhecimento na vida real.

Se precisar de ajuda com osciladores de bloqueio ou seu projeto, sinta-se à vontade para nos contatar a qualquer momento.