GENERATOARE DE SEMNAL

Transcript

1 GENEATOAE DE SEMNAL MANEA ALIN _AIOVA. MEMOIU JUSTIFIATIV ircuiele elecronice care, în anumie condiii specifice, generează semnale se numesc generaoare de semnal. În funcțe de condițiile fundamenale de producere a semnalului, generaoarela se po împărți în două caegorii : oscilaore şi generaoare comandae. Oscilaoarele sun generaoare de oscilații elecrice înreținue, cu frecvențe proprie (care deci funcționează fara semnal de inrare). Față de amplificaoare, oscilaoarele prezină asemanari şi deosebiri. Asemanarea consă în proprieaea comună de a ransforma energia de curen coninuu a sursei de alimenare in energie de curen alernaiv a semnalului genera. Deosebirea consă, in primul rand, in fapul ca penru execuarea acesei operații amplificaoarele necesiă un semnal de comandă, pe când oscilaoarele lucrează fară semnal exerior de comandă. În al doilea rând, semnalul de ieşire al unui amplificaor are frecvență daă de semnalul de inrare, pe când semnalul genera de oscilaor are frecvența daă de paramerii circuielor care il compun. PAAMETII OSILATOAELO a generaoare de semnal, rebuie sa îndeplinească anumie condiții privind principalii săi parameri şi anume: - forma semnalului genera; - domeniul de frecvență in care lucrează; - sabiliaea frecvenței semnalului de ieşire; - mărimea si sabiliaea ampliudinii semnalului de ieşire; - coeficienul de disorsiuni neliniare impuse. LASIFIAEA OSILATOAELO Oscilaoarele se po clasifica după urmaoarele crierii:

2 După forma semnalului pe care il generează:

3 - oscilaoare sinusoidale ; - oscilaoare nesinusoidale; După domeniul de frecvență în care lucrează: - oscilaoare de joasă frecvență (de audiofrecvență); - oscilaoare de înală frecvență (de radiofrecvență); - oscilaoare de foare înală frecvență; După principiul de funcționare: - oscilaoare cu rezisență negaivă; - oscilaoare cu reacție; După naura circuielor care inervin in srucura lor: - oscilaoare ; - oscilaoare L; - oscilaoare cu cuarț; IUITE PENTU GENEAEA IMPULSUILO ircuie basculane ircuiele basculane sun circuie elecronice, prevazue cu o bucla de reacie poziiva, folosia la generarea impulsurilor. Acese circuie prezina in funcionare doua sari de duraa de obicei inegala : una de acumulare,in care ensiunile si curenii variaza foare len si una de basculare, in care au loc variaii foare rapide ale ensiunilor si curenilor. Procesul de basculare ese un proces cumulaiv, care o daa amorsa se dezvola in avalansa. Amorsarea proceselor de basculare se poae face fie cu ajuorul unor semnale de comanda aplicae din exerior, fie in urma unui proces inern de variaie relaiv lena ( de exemplu, descarcarea unui condensaor ) care creiaza la un momen da condiii penru declansarea proceselor ce duc la basculare. Dupa numarul de sari sabile pe care le po prezena, circuiele basculane se impar in rei caegorii : - circuie basculane asabile : nu prezina nici o sare sabila ; se caracerizeaza prinr-o recere dinr-o sare in ala, fara inervenia unor impulsuri de comanda exerioara.perioada semnalelor generae depinde de valorilie paramerilor circuiului; -circuie basculane monosabile:prezina o singura sare sabila,in care po ramane un imp indelunga.u ajuorul unui impuls exerior comanda,ele rec inr-o ala sare in care raman un inerval de imp deermina de elemenele circuiului,dupa care revin la sarea iniiala; -circuie basculane bisabile:se caracerizeaza prin doua sari sabile,in care po ramane un imp inelunga.trecerea dinr-o sare in ala se face prin aplicarea unui impuls scur de comanda,din exerior. ircuiele basculane auoblocae,ca si circuiul numi rigger Schmi sun variane pariculare ale circuielor enumerae.

4 Triggerul Schmi reprezina un circui basculan bisabil de srucura asimerica,cu ajuorul caruia,prinre ale aplicaii,se po obine impulsuri drepunghiulare din semnale alernaive de o forma oarecare,aplicae la inrare. ircuiul basculan auobloca ese un circui ce poae funciona aa in regim asabil,ca si in regim monosabil,avand rolul de a obine impulsuri de ampliudine foare mare si de duraa foare mica.. OSILATOAE SINUSOIDALE Aces ip de oscilaoare se caracerizează prin fapul ca semnalul genera conține o singură frecvență, avand forma: u=um sinωl.. Valoarea frecvenței dorie se poae obțne fie cu ajuorul unui circui L acorda (oscilaoare L), fie prin inermediul unei reacții poziive selecive(oscilaoare ).. Oscialoare cu circuie L Oscilaoarele L sun circuie ce folosesc proprieațile selecive ale circuielor L. Principiul de funcționare a acesui ip de oscilaoare duce la obținerea la ieşire a unor oscilații de ampliudine consană, forța inreținue. Ținand seama de fapul ca inr-un circui L cu elemene reale(r > ), daoriă pierderilor, ampliudinea oscilațiilor scade repa pană la zero(oscilațiile se amorizează), realizarea unei ampliudini consane, in acese condiții, se poae face numai compensand pierderile cu ajuorul unei energii corespunzăoare, cnvenabil alese. În vederea acesei compensari energeice, se po folosi două meode: - inroducerea in circui a unui elemen cu rezisență negaivă; - aplicarea, la inrarea amplificaorului, prin inermediul unui cuadripol, a unui semnal de fază, deci folosirea unei reacții poziive. Oscilaoare cu rezisență negaivă. ealiyarea acesor oscilaoare are la bază compensarea pierderilor produse in circuiul L real, cu ajuorul unei rezisențe negaive, asfel înca, aunci când rezisența oală a circuiuluidevine zero, acesa să înceapă să oscileze pe frecvența sa de rezonanță cu o ampliudine consană a oscilațiilor. Un asfel de circui (fig ) comporă în ramura inducivă, unde s-a reprezena separa rezisența proprie a bobinei, un elemen de rezisență negaivă. Tipul oscilațiilor generae depinde de valoarea oală a rezisenței circuiului: r o=r L r n 4

5 in care: r L ese rezisența proprie a bobinei; r n rezisența negaivă inrodusă in circui. ezisena oală r o poae fi: o > :circuiul având pierderi de enrgie prin căldură,oscilațiile se amorizează până la zero; r o = : energia inrodusă de elemenul exerior compensează pierderile, oscilațiile îşi păsrează ampliudinea consană; r o < : oscilaiile cresc repa, oreic până la infini, pracic fiind limiae de caracerisicile neliniare ale elemenelor acive din circui. În ceea ce priveşe rezisența negaivă inrodusă, deoarece elemenele fizice nu po avea valori rezisive negaive,se folosesc componenele elecronice care prezină in anumie dommenii rezisențe negaive, respeciv la care creşerea ensiunii la borne anrenează scăderea curenului in circui. Dinre componenele elecronice sudiae, prezină rezisență negaivă dioda unel, pe domeniul descrescăor al caracerisicii de ip N. r L L r n F ig. ircu i a cord a cu rezisena n egaiva În figura. se redau scheme cu asfel de elemene ce reprezină rezisență negaivă (noae in fig.. a prin simbolul N). În figura. b in circui a fos inclusă o dioda unel (DT). Deşi simple din punc de vedere consruciv, oscilaoarele cu rezisență negaivă se folosesc rar, daoriă deficiențelor legae de găsirea unor elemene cu rezisență negaivă avand o ună sabiliae in funcționare.. Oscilaoare L cu reacție. Oscilaoarele L cu reacție sun amplificaoare cu reacție poziivă, având fie în componena circuiului de sarcină, fie în cuadripolul de reacție un circui oscilan alcăui din bobine şi condensaoare. Acese oscilaoare se bazează pe compensarea pierderilor din circui prin inermediul unui semnal de reacție poziivă, adus de la ieşirea la inrarea oscilaorului, prin inermediul cuadripolului de reacție. 5

6 A N L DT K L U U M N A - + E - EA + ß Fig.. Scheme de oscilaoare cu rezisena negaiva Fig.. Schema de principiu a unui am plificaor cu reacie. S-a arăa in capiolul referior la reacția in amplificaoare că, un amplificaor cu reacție consă dinr-un amplificaor cu amplificare A, având o buclă de reacție, alcauiă dinr-un cuadripol, cu facorul de ransfer β.(fig. ) Prin inermediul acesuia, o pare din semnalul de la iesire se readuce la inrarea amplificaorului. Valoarea amplificarii cu reacție ese daa de relația: Α Α= (.) βα în care: A ese amplificarea circuiului de reacție; β esre facorul de reacție; A ese amplificarea fără reacție; Din relaia de mai sus rezulă că dacă: β Α = sau: β Α = (.) aunci amplificarea A ese infiniă si amplificaorul cu reacție se ransformă in oscilaor. Aceasă condiție, de reacție poziivă, asigură apariția unui semnal la ieşire, fără aplicarea unui semnal de inrare. Explicația consă in fapul ă semnalul da de cuadripolul de reacție, aplica la inrarea amplificaorului, reprezină chiar semnalul necesar penru înreinerea oscilațiilor. Deşi, eoreic, din relația sabiliă rezulă A infini, neliniariaea elemenelor acive folosie duce la limiarea oscilației de ieşire, a carei ampliudine ese deerminaă de paramerii elemenului reaciv şi ai cuadripolului de reacție. Deoarece aâ amplificarea, câ şi facorul de ransfer sun redae prin numere complexe, relația (.),denumiă si relația lui Barkhausen, ese echivalenă cu două condiții reale, una referioare la module, iar cealală referioare la faze. Se şie că un număr complex z se poae scrie: jϕ z = z e, (.4) 6

7 în care : z ese modulul numarului complex; φ ese faza sa. În acese condiții relația (.) devine: jϕ jϕα βα = β e Α e =, sau: din care rezulă simulan: ( ϕα + ϕβ ) β Α e ( )( ) ( ϕβ +ϕα) j = β Α = (.5) j jkπ si e =, adevăraă penru e =, deci : ϕα = ϕβ = kπ (.6) şi penru : k =, ϕ Α + ϕβ =. (.6, bis) elațiile (.5) şi (.6) araă că : - facorul de ransfer al cuadripolului de reacție rebuie să aibă modulul egal cu inversul moduluilui amplificarii - defazajul cuadripolului de reacție rebuie să fie asfel încâ oricare ar fi defazajul inrodus de amplificaor în circui, semnalul de reacție aplica să fie în fază cu semnalul de la inrarea amplificaorului. Prima condiție se numeşe condiție de ampliudine,iar a doua condiție, referioare la fază, poară numele de condiție de fază. În cazul oscilaoarelor L, frecvența de oscilaie ese daă de paramerii circuiului oscilan, avand valoarea: f =. (.7) π L ircuiul oscilan ce caracerizează frecvența de oscilație fiind mona fie ca circui de sarcină al amplificaorului, fie drep cuadripol de reacție, rezulă că aces ip de oscilaoare po fi elemene selecaive aâ amplificaorul (penru primul caz) câ si cuadripolul de reacție (in cel de-al doilea caz). Domeniul de lucru al acesor oscilaoare ese cel al frecvențelor înale, penru care se po realiza relaiv uşor bobine cu induciviae L mică. ircuiele folosesc de obicei ca amplificaor un singur elemen aciv. Dupa monajul folosi penru asigurarea reacției, oscilaoarele se clasifiă în: - oscilaoare în rei punce; - oscilaoare cu cuplaj magneic; - oscilaoare cu cuarț.. Oscilaoare în rei punce. La aces ip de oscilaoare, cele rei impedanțe, ce consiuie sarcina amplificaorului si cuadripolului de reacție, se coneceaza la cei rei elecrozi ( cele rei punce ) ai elemenului aciv (ranzisor). onecarea se face asfel înca unul din elecrozi, comun la doua din impedanțe, să fie in acelaşi imp coneca la poențialul masei. În mule scheme se leagă la masă emiorul ranzisorului respeciv (fig.4), obținându-se 7

8 ensiunile de iesire U şi de reacție U indicae în figura.4, b (unde s-au prezena numai schemele echivalene de curen alernaiv). z Z B E Z z z U z U U B E Fig..4 Scheme de principiu a unui oscilaor,, în rei punce": a - cu cele,,rei punce" scoase in evidena ; b - cu indicarea ensiunilor de iesire si de reacie. Penru oricare ip de oscilaor aspecele cele mai imporane sun: - relația pe care rebuie sa o indeplinească paramerii circuiului prnru a asigura inrarea in oscilație (amorsarea ascilațiilor); - valoarea frecvenței. Deerminarea acesor probleme se face impunând elemenelor eajului cele daua condiții ce rezula din relația Barkhausen : condiția de ampliudine (.5) şi condiția de fază (.6 ). Amplificarea unui amplificaor, scrisă in complex, se poae exprima în funcție de pana (S) a ranzisorului folosi şi de impedanța de sarcină ( Z s ) a monajului : A = SZ s (.8) penru monajul din figura.4, b, impedanța de sarcină rezula din conecarea în paralel a impedanțelor Z si ( Z + Z ) : şi deci : ( Z + Z ) Z Z s Z + Z + Z = (.9) SZ Α =. Z + Z + Z Facorul de ransfer al cuadripolului de reacție, scris o în formă cpmplexă, ese : U Z β = =, (.) U Z + Z Z + Z 8

9 în care ensiunea de ieşire U se obține pe Z în divizorul poențiomeric forma de Z şi Z, la bornele cărora se aplica ensiunea U. Înlocuind valorile obținue în relația generală ( ) scrisă în complex, se obține : Z( Z + Z ) Z Aβ = S =. Z + Z + Z Z + Z sau, după simplificări : ZZ Aβ = S =, (.) Z + Z + Z din care rezulă : Z + Z + Z + SZ Z. (.) = elația de mai sus reprezină condiția de oscilație, scrisă in complex, a oscilaoarelor, în rei punce. onsiderând cele două impedanțe Z şi Z de acelaşi ip şi cu pierderi mici ( A << X, respeciv << X ), se observă că oricare ar fi naura impedanțelor (inducivă sau acpaciivă), produsul Z negaiv. În adevăr : SZ ese un număr real şi Z = + jx, << X ; Z = + jx, << X ; ZZ = ( + jx)( + jx ) jx jx = XX. u aceasă observație, relația (. ) se poae scrie : + jx + + jx + + jx SXX =. (.,a) Dacă se noează : + + =, se obține : SX X + j( X + X + X ) =. (. b) elația ese saisfăcuă numai dacă, simulan, aâ parea reală câ şi cea imaginară sun nule.deci : SX X =, de unde : S = X X, (.4) reprezină condiția de minimă de amorsare a oscilațiilor. Se observă că pana ranzisorului (S) rebuie să fie cu aâ mai mare, cu câ rezisența oală a circuiului esre mai mare. A doua condiție, pusă pării imaginare, duce la relația : X + X + X, = X X ( ) X = +, (.5) 9

10 ceea ce, ținând seama că impedanțele Z şi Z sun de aceeaşi naura, araă că Z ese de naură opusă acesora. ezulă deci că oscilaoarele în rei punce po avea consruciv două variane : - Z şi Z de naură capaciivă, iar Z de naură inducivă (fig.5*) : oscilaor cu filru rece-jos sau de ip olpis; - Z şi Z de naură inducivă, iar Z de naură capaciivă (fig.6*) : oscilaor cu filru rece-sus sau de ip Harley. Penru fiecare ip de oscilaor, condiția (.5 ) duce la deerminarea frecvenței de oscilație. Asfel, penru oscilaorul de ip olpis (fig.5) în care : X = ; X = j ω L, X =, (.6) jω jω condiția (.5 ) devine : + jωl + =, jω jω L, T T L, L, F ig..5 S chem a unui oscilaor cu filru rece-jos, de ip olpis. F ig..6 S chem a unui oscilaor cu filru rece-suss, de ip H arley sau + + jωl =. jω Noând : + =, (.7) în care ese capaciaea echivalenă penru circuiul forma din se obține :

11 sau : din care rezulă : + jωl = jω L = ω ω, ω = L f π L (.8) Se observă ca f (frecvența de oscilaie) ese chiar frecvența de reyonanță a circuiului acorda, forma din L şi. u aceasă valoare se obține penru pana S (v. relația,4) valoare minimă : S = ω ω = ω =. (.9) L S În cazul oscilaorului de ip Harlez (fig,6) : X = jω ; L X = jω ; X = jωl. u aceleaşi procedee, rezulă : ω = L (.) în care : L = L + L şi valoarea minimă a panei ese : L S = L. (.) L

12 +E b T E L Fig.7.Schema unui oscilaor de ip lapp. B Trebuie sublinia că relațiile de mai sus sun valabile în momenul inrării sisemului în oscilaie, aunci când ranzisorul funcționează în clasa A. Dupa ce oscilaorul începe să genereze oscilații, ranzisorul rece în clasă B sau chiar în clasă, limiarea ampliudinii apărând ca urmare a neliniariății caracerisicilor oscilaorului. erința de pană S mare (relația.4) impune alegerea unor reacanțe X, X câ mai mici. Aces lucru înseamnă un cuplaj câ mai slab al ranzisorului cu circui acorda. Prinr-un cuplaj mai slab se eviă şi influența variațiilor capaciăților sau rezisențelor de inrare şi ieşire ale ranzisorului asupra frecvenței de oscilație. Penru reducerea cuplajului, ranzisorul se conecează la circuiul oscilan prin prize creae pe bobina de acord sau prin inroducerea parțială a condensaorului de acord, înseriind rei condensaoare. În aces fel, schemele din figurile.5 şi.6 Se modifică, căpăând aspecul din figura.7 Oscilaorul de aces ip,derivând dinr-un oscilaor olpis se numeşe oscilaor de ip lapp. Acesa prezină o mare sabiliae a frecvenței, dacă sun îndeplinie condițiile : >> şi >>. (.) Oscilaoare cu cuplaj magneic. Oscilaoarele din aceasă caegorie au în componența lor un amplificaor şi un cuadripol de reacție, înre care semnalul de reacție se ransmie induciv de la un circui oscilan acorda la o bobină de reacție sau invers. La aceasă caegorie de oscilaoare se po asfel deosebi două ipuri :

13 - un ip de oscilaoare cu cuplaj magneic la care sarcina amplificaorului ese circuiul oscilan acorda (O) şi cuadripolul ese sub forma unei bobine de reacție (fig.8 a); - al ip de oscilaoare având ca sarcină a amplificaorului o bobină şi drep cuadripol de reacție un circui acorda O (fig.8b). Oricare ar fi siuația, frecvența de oscilație a oscilaorului ese frecvența de rezonanță a circuiului acorda,deerminaă de valorile paramerilor săi L şi. ezulă că proprieățile selecive ale oscilaorului în privinței unice de lucru (la un monaj da)se po daora fie amplificaorului (dacă O reprezină sarcina sa), fie cuadripolului de reație (dacă acea ese consiui din O respeciv). +E +E b b L Lr Lr b b e e b b e e a Fig.8.O scilaor cu cuplaj m agneic: a - cu circui, acorda in colecor si bobina de reacie m onaa in circuiul de inrare; b - cu bobina in colecor si circui acorda mona in circuiul de inrare. b ondiia Barkhausen referioare la fază (relația.6), respeciv condiția de reacție poziivă, se realizează pracicprinr-o conecare corecă a începuurilor de înfasurare ale celor două bobine cuplae. În schema echivalenă din figura.9 se reprezină sucura amplificaorcuadripol de reacție penru ipul de oscilaor având circuiul oscilan în colecor. ondiția de amorsare a oscilațiilor se poae deduce aplicând relația Barkhausen referioare la ampliudini : β A = (relaia.5) şi ținand seama că : rezulă : U A = U şi U U β =, (.)

14 U U = (.4) ٯ A ß I M M U T U I l L in Fig.9.Srucura amplificaor- cuadripol de reacie penru oscilaorul din figura 8, a. ircuiul acorda L derivație din colecor prezină la rezonanță o impedanță de ip rezisiv: Z = L (.5) si deci ensiunea de iesire U =SZ U =S L U (.6) urenul ce circulă prin bobina circuiului oscilan (in modul) ese: I L = U U = X L L L S ω = ω L U SU = ω (.7) u o conecare corespunzăoare a incepuurilor bobinelor L si L, asfel ca ransformaorul să inverseze faza, ensiunea indusă in secundar ese: U = ω MI L (.8) in care M reprezină inducanța muuală a ransformaorului. 4

15 Prin inlocuirea relațiilor (.7) şi (.8) se obține inre modulele ensiunilor urmăoarea relaie: SU SM U = ω M = U (.9) ω si deci condiția (.4) de amorsare a oscilațiilor devine: sau SM = S= M (..a) (..b) reprezenand valoarea minimă pe care rebuie să o aibă pana unui ranzisor penru ca monajul să oscileze. ondiția de fază (relaia.6) ese indepliniă prin fapul că ranzisorul inroducand un defazaj de 8 ο si ransformaorul inversand de asemenea faza cu 8 ο (asa cum s-a specifica inaine), reacția formaă ese poziivă, aducand semnalul de reacție in fază cu cel de inrare. Sabiliaea frecvenței oscilaoarelor cu reacție.o problemă imporană care apare la oscilaoare ese sabiliaea frecvenței oscilaiilor.frecvența de oscilație fiind deerminaă de inducanța si de capaciaea circuiului acorda, orice variație a acesora duce la variația frecvenței de lucru.ele mai imporane cauze care po provoca variația paramerilor L ai circuiului sun: -variația de emperaură a mediului ambian; -variația ensiunilor de alimenare; -schimbare in imp a valorilor L ale circuiului. Penru a obține oscilaoare de mare sabiliae se po folosi fie meode de componene,fie meode de proecție: -meodele de compensare presupun folosirea ermisoarelor penru a menține curenul consan la variațiile de emperaură si a varisoarelor penru a menține curenul consan la variațiile de ensiune(in anumie limie). -meodele de proecție presupun inroducerea elemenelor circuiului acorda inr-un ermosa care menține emperaura consană. In oricare din cazuri cuplajul elemenului aciv cu circuiul acorda se face ca mai slab cu puință. La oscilaoarele lucrand pe o frecvența fixă se poae ameliora sabiliaea folosind penru frecvențe inale crisalul de cuarț..5 Oscilaoare cu crisal de cuarț. Anumie maeriale cum sun cuarțul, urmalina, sarea Seignee si alele, ăiae si anumie moduri, prezină proprieăți piezoelecrice.acese proprieăți consau in aceea că,aplicand plăcuței o ensiune elecrică ea işi modifică dimensiunile, iar aplicand plăcuței forțe mecanice apar sarcini elecrice de anumi ip pe fețele soliciae mecanic. 5

16 Se consaă experimenal că o plăcuță de cuarț, impreună cu elecrozii respecivi, se comporă inr-un monaj oarecare ca un circui L, de ipul reprezena in figura.,b L p S a b Fig.. risal de cuar : a - simbol b - schem a elecrica echivalena Elemenele schemei echivalene au semnificațiile: L-echivalenul elecric al masei crisalului; s -echivalenul elecric al masei crisalului; -echivalenul elecric al pierderilor prin frecare; p -capaciaea monurii,capaciaea dinre elecrozi. ircuiul are două frecvențe de rezonanță, din care una serie si ala derivație. ircuiul posedă cel puțin două caracerisici esențiale: -rezisența de pierderi ese mul mai mică deca reacanța X, asfel inca facorul de caliae al circuiului ese foare mare, puand ainge valori de ω L ordinul suelor de mii. ( Q= ); -valorile paramerilor, L, s, p sun foare sabile in imp si inflențae puțin de elemenele de circui. 6

17 +Ec c b (L) T b Fig..Oscilaor de ip olpis cu crisal de cuar. Acese caracerisici explică marea sabiliae a oscilaoarelor cu cuarț. Înre frecvența de rezonanță serie(mai mică) şi frecvența de rezonanță derivație, crisalul se comporă induciv. De aceea, el poae inlocui inducanța dinr-un oscilaor olpis, obținandu-se un oscilaor de foare mare sabiliae.in figura. se araă o schemă elecrică de oscilaor olpis cu crisal de cuarț. Avanajele oscilaoarelor cu cuarț consau în obținerea unei bune sabiliați a frecvenței şi inr-o consrucție simplă şi robusă. Dezavanajul consă în aceea că nu po lucra decâ pe frecvențe fixe, caracerisice crisalului uiliza, cuprinse înre khz şi 4 MHz ; la frecvențe mai joase dimensiunile placii de cuarț devin prea mari, iar la frecvențe mai înale ar fi necesare plăci prea subțiri, care ar deveni fragile. Oscilaoare În domeniul frecvențelor de pese khz, oscilaoarele L se po realiza cu bobine şi condensaoare de valori uşor de consrui, cu rezisențe de pierderi mul mai mici decâ reacanțele respecive, deci cu facorii de caliae ridicați, asigurând o buna sabiliae a frecvenței. La frecvențe de ordinul zecilor de kiloherți apar dificulăți în realizarea oscilaoarelor, impunându-se valori mari aâ inducanțelor bobinelor, câ şi capaciății condensaoarelor. În acese condiții nu mai po fi folosie condensaoare variabile, ci fixe, iar bobinele au un număr mare de spire, rezisență de pierderi mare şi deci un facor de caliae slab. La frecvența de ordinul kiloherților şi mai mici, pracic nu se mai po folos oscilaoare de ip L. 7

18 În acese condiții, în domenilu frecvențelor joase (herți-zeci de kiloherți) se uilizează oscilaoare cu reacție poziivă selecivă, avănd cuadripolul de reacție din rezisențe si condensaoare. Acese oscilaoare se numesc oscilaoare. În cazul oscilaoarelor se pun aceleaşi probleme ca şi în cazul oscilaoarelor cu reacție sudiae anerior. Paramerii lor rebuie să indeplinească condiția Barkhausen (deci aâ condiția de ampliudine, câ şi cea de faza). Spre deosebire de oscilaoarele L, la care frecvența de lucru ese frecvența de rezonanță a circuiului oscilan L, în cazul oscilaoarelor frecvența semnalului genera ese acea frecvența penru care, daoriă reacției poziive, amplificarea circuiului devine infiniă. Ea se află impunând relația (,6) (condiția de fază), deoarece defazajele inroduse de diverse elemene din circui depind de frecvență şi relația (,6) dinre acese defazaje ese saisfăcuă numai penru o singură frecvență, egală cu frecvența de oscilație. ondiția de ampliudine dă, ca şi în cazurile anerioare, relațiile ce rebuie să exise înre mărimile caracerisice amplificaorului şi cele ala cuadripolului de reacție penru a asigura amorsarea oscilațiilor. Oscilaoarele se po clasifica după urmaoarele crierii : După numarul de ranzisoare folosie ca amplificaoare, oscilaoarele po fi : - oscilaoare cu un singur ranzisor ; - oscilaoare cu două ranzisoare ; După configurația cuadripolului de reacție, oscilaoarele po fi : - cu rețea de defazare rece-sus (fig,); - cu rețea de defazare rece-jos (fig,); - cu pune Wien (fig,); - cu pune dublu T (fig.4). Oscilaoare cu un singur ranzisor. aracerisic acesei caegorii ese fapul ca ranzisorul inroduce un defazaj de 8, ceea ce penru respecarea condiției de fază (.6) impune şi rețelei de defazare crearea aceluiaşi defazaj de 8. Se poae pune problema găsirii numărului minim de celule L care îndeplinesc condiția obținerii acesui defazaj. În fiecare celulă L, daoriă pierderilor dae de elemenul poziiv, unghiul ϕ dinre ensiunea la bornele circuiului şi curenul prin circui ese mai mic decâ9 ( ϕ = 9 δ, in care g δ = ). În acese condiții ese eviden că două nu po realiza X defazajul de 8 dori şi deci numărul minim de celule L necesare ese de rei. Folosind elemene respeciv egale, se po găsi valorile acesora penru care defazajul unei celule să fie de π şi deci defazajul oal să fie de π radiani ( 8 ). 8

19 s T +E M U T A U S ß h U a b Fig...Oscilaor cu reea de defazare rece - jos a - schema elecrica; b - srucura amplificaor - cuadripol de reacie. s T +E M U T A U S ß h U a b Fig...Oscilaor cu reea de defazare rece - jos a - schema elecrica; b - srucura amplificaor - cuadripol de reacie. 9

20 +E c T b c T E B E A Pune WIEN a Fig...Oscilaor cu pune Wien: a- schema elecrica; b - srucura amplificaor- cuadripol de reacie. b b B +E B E E Fig..4.Oscilaor cu pune dublu T. În ceea ce priveşe condiția de ampliudine, saisfacerea aceseia duce la aflarea valorilor minime ale paramerilor ranzisoarelor penru care monajul oscilează. În cazul schemelor din figurile. şi., punând condiția ca facorul de reacție β să fie real şi negaiv, se obțin formulele :

21 ω = (.) S penru rețeaua rece-sus şi penru rețeaua rece-jos : S ω = (.) În ambele cazuri, rezisența din schemele echivalene din figurile.,b şi. b se calculează impunând condiția ca rezisența echivalenă a circuiului să fie egală cu : forma din în serie cu ( ) h ' + =. (.) + + h Penru S <<, formulele se simplifică, obținându-se : - penru rețeaua rece-jos : ω 6 ; (.4) - penru rețeaua rece-sus : ω 6. (.5) Din relația referioare la ampliudine (,5) se obține, penru ranzisorul folosi ca amplificaor, condiția penru facorul său de amplificare în curen h : h» 45 (.6) Oscilaoare cu doua ranzisoare. În cazul folosirii a două ranzisoare, al căror defazaj însuma ese de 6 = π, cuadripolul de reacție rebuie să inroducă un defazaj sau 6 ( π ), conform relației (.5). Penru schema din figura., din schema echivalenă se observă că expresia facorului de reacție β (în complex) ese: U Z β = = =. (.7) U Z Z + Z + Z Inversând ambele părți ale egaliății, se obține: Z = +. (.8) β Z Exprimând impedanțele Z şi Z în funție de elemenele lor componene şi ținând seama că: Z = jωl, (.9)

22 = + = + jω, Z jωl se obține: = jω = + j ω. β jω ω (.) Dar din relația (.6), în care ϕ A = π : (.) ϕ A + ϕ B = π, rezulă: ϕ B =. (.) Folosind forma rigonomerică a numerelor complexe, se poae scrie: β β cos ϕ + j sinϕ =. (.) ( ) β = B B Se observă că β ese un număr real şi poziiv. Deci, anulând în expresia (.9) parea imaginară a expresiei, rezulă: ϖ =, (.4) β = (.5) şi deci amplificarea minimă a ranzisorului rebuie să îndeplinească relația: A=. (.6) 4. GENEATOAE OMANDATE Aceasa caegorie de generaoare furnizează semnal de ieşire, aunci când la inrare li se aplică un anumi semnal de comandă. Majoriaea acesor ipuri de generaoare lucrează cu comandă în impulsuri. ircuiele care generează impulsuri sau care acționează asupra impulsurilor, schimbându-le forma, duraa, perioada, poziția sau alți paramerii, se numesc circuie penru impulsuri. IMPULSUI Prin impuls se inelege o variație rapidă de ensiune sau de curen, care durează un imp scur în comparație cu perioada de succesiune a acesor variații, precum si cu procesele ranziorii pe care ele le produc în circuie. έ Exisă o mare varieae de impulsuri (fig.5) : drepunghiulare, rapezoidale, în dine de feresrău, riunghiulare, de ip clopo. În mule aplicații se folosesc impulsuri de formă aproximaiv drepunghiulară. Aunci când la inrarea unui circui se aplică un impuls drepunghiular ideal, la ieşire se obține un impuls deforma, daoriă acțiunii elemenelor reacive (bobine, condensaoare) din circui.

23 Aces impuls poae fi caraceriza cu ajuorul unor paramerii, dinre care cei mai imporanți sun : ampliudinea impulsului (A), duraa impulsului ( τ i ), duraa fronului anerior ( c ), duraa fronului poserior ( d ), descreserea palierului ( A) şi, dacă ese cazul, impulsului (ε) (fig.6). Asfel : - ampliudinea impulsului (A) reprezină valoarea mărimii corespunzăoare regiunii palierului (valoarea de regim) ; - a b d c e Fig..5. Tipuri de im pulsuri:a- drepunghiulare; b- rapezoidale; c - riunghiulare; d - in dine de ferasrau; e - ip clopo. V A,9A A V,5A in d,a,a a b Fig..6. Param erii caracerisici ai im pulsului; a - cu descresere a palierului ; b - cu supracresere a palierului.

24 V T Fig..7.S uccesiunea de im pulsuri. - duraa impulsului ( τ i ) reprezină inervalul de imp dinre momenele corespunzăoare aingerii valorii de,5 din ampliudinea impulsurilor; - duraa fronului anerior (de cresere) ( c ) reprezină inervalul de imp necesar mărimii penru a creşe de la, la,9 din valoarea de regim; - duraa fronului poserior (de cresere) ( d ) reprezină inervalul de imp necesar marimii penru a descreşe de la,9 la, din valoarea de regim; - descreserea palierului ( A) repezină diferența dinre valoarea maximă şi cea minimă a palierului; - supracreşerea (ε) reprezină diferența înre valoarea maximă înregisraă de mărime şi valoare de regim. În cazul unei succesiuni de impulsuri drepunghiulare periodice, care se repeă la inervalle egale de imp (fig.7), paramerii caracerisici sun duraa impulsului τ i, perioada de succesiune T (sau fracvența umplere τ i f = ) şi coeficienul de T Q =, T Impulsurile po fi obținue prin două meode : prin generare sau prin formare. 4..IUITE PENTU FOMAEA IMPULSUILO Meoda formarii impulsurilor se bazează pe obținerea unei succesiuni periodice de impulsuri, plecând de la semnale periodice de ală formă, de obicei sinusoidale. Se folosesc mai mule ipuri de circuie de formare aimpulsurilor, dinre care cele mai imporane sun : circuiele de limiare, de derivare şi de inegrare. 4

25 4... ircuie de limiare ircuiul de limiare ese circuiul care furnizează la ieşire o mărime (ensiune sau curen) proporțională cu mărimea de la inrare, numai aunci când aceasa se află cuprinsă înre anumie limie, numie praguri de limiare. and mărimea de la inrare depăşeşe pragurile de limiare, mărimea corespunzăoare de la ieşire se păsrează consană. Limiarea se poae aplica semnalelor de orice formă. În cele mai dese cazuri, se uilizează limiarea unor semnale de formă sinusoidală penru a obține impulsuri derpunghiulare sau rapezoidale. Limiarea oscilației sinusoidale se poae face : cu un prag (superior - fig. 4., a sau inferior fig4., b ) sau cu două praguri de limiare (fig4., c). Penru realizarea circuielor de limiare, se folosesc elemene neliniare:diode semiconducoare sau ranzisoare.el mai simplu mod de realizare a limiaoarelor ese prin folsirea dioadelor şi rezisențelor. În cazul diodelor semiconducoare, limiarea se obține prin recerea acesora din sare de conducție în sare de blocare şi invers, aunci cand semnalul ainge valoarea de prag a limiaorului. lasificarea limiaoarelor se poae face după urmăoarele crierii: -după modul de monare a diodei în circui: limiaoare serie şi limiaoare derivație; -după alernanța obținuă la ieşire (ipul pragului): limiaoare cu prag inferior şi limiaoare cu prag superior; -după mărimea semnalului limia în comparație cu valoarea ampliudinii semnalului: limiaoare cu prag zero sau limiaoare cu avand o anumiă valoare a pragului, aceasa depinzand de polarizarea diodei daă de sursele coninue din circui. Limiaoare de ip serie (fig4,).ircuiul de limiare din figura 4,,a, ese un limiaor serie, cu prag de limiare zero.funcționarea ese urmăoarea: la aplicarea rezisenței poziive, dioda conduce şi înreaga ensiune aplicaă se obține la ieşire.la aplicarea alernanței negaive, dioda ese blocaă şi ensiunea de ieşire ese zero.la ieşire se obțin asfel numai alernanțele poziive.dacă dioda ese polarizaă cu o sursă E, cu minusul spre anod (fig4, a), dioda va conduce numai semnalele poziive ce depăşesc valoarea E de negaivare a anodului, obținandu-se o limiare cu prag inferior +E În mod similar, se explică obținerea semnalelor de ieşire penru cazurile în care dioda ese monaă invers, cu şi fără sursă de polarizare a caodului (fig 4,) Limiaoare de ip derivație În acese circuie dioda se monează în paralel pe bornele de ieşire ale circuiului (fig4,) Penru cazul limiaorului din figura 4, a, penru alernanța poziivă a semnalului, dioda ese blocaă şi aceasa rece nemodificaă la ieşirea circuilui. La aplicarea alernanței negaive, dioda conduce şi scurcircuiează semnalul la masă.se obține asfel un limiaor cu prag inferior zero. Prin inroducerea unei surse E în serie cu dioda, (fig 4.) cu polul negaiv spree anodul diodei, aceasa conduce alernanța negaivă numai după ce 5

26 valoarea aceseia depăşeşe negaivarea E a anodului. Se obține asfel o limiare cu prag inferior la E. Explicarea circuielor reprezenae în figura 4, se face în mod similar. Prin asocierea unor circuie de limiare de ip derivație, polarizae, ca în figura 4,5, se obține un limiaor cu două praguri de limiare. Dacă la inrarea unui limiaor cu două praguri se aplică o ensiune sinusoidală, la ieşire se obține o ensiune limiaă, cea mai apropiaă ca formă de o succesiune de impulsuri rapezoidale. u ca pragurile sun mai apropiae şi ampliudinea semnalului ese mai mare, cu aa se poae asimila mai bine semnalul rezula cu o serie de impulsuri drepunghiulare. D E + - D U U U U a b D E + - D U U U U c d 6

27 U U (a) U (b) E U (c) U (c) -E Fig.4.. ircuie de limiare de ip serie cu diode: a - cu prag inferior la zero; b - cu prag inferior la +E; c - cu prag superior la zero; d - cu prag superior la -E; e - diagramele ensiunilor de iesire U(a) U(d).obinue cu limiaoarele prezenae in figura 4., a ; b ; c ; d. 7

28 U D U U D U E U + - D U a b c U U E U D+ - d U (a) U (b ) -E U (c) U (d) E e F ig.4.. ircuie de lim ia re de ip derivaie cu diode: a - cu prag inferio r la zero; b - cu prag inferior la -E ; c - cu prag superior la zero; d - cu prag superior la +E ; e - diagram ele ensiunilo r de iesire U (a ) U (d). o binue cu lim iaoarele prezenae in figu ra 4., a ; b ; c ; d, cand la inrare se aplica o ensiune sinusoidalau 8

29 D U E U U inr U ies a b U U E -E Fig 4.4. ircuie de limiare de ip derivaie cu doua praguri : a - cu diode redresoare; b - cu diode Zener; c - forma ensiunii obinua la iesirea limiaorului,aunci cand la inrare se aplica o ensiune sinusoidala. a. ircuie de derivare ircuiele de derivare (de ascuțire) sun circuie folosie penru obținerea unor impulsuri de scură duraă (ascuție) din impulsuri de durae mari, de obicei de ip drepunghiular. În figura... se reprezină un circui de derivare. Funcționarea lui se bazează pe proprieaea condensaorului de a nu-şi varia brusc ensiunea la borne, bazaă pe fapul că energia sa W = U nu poae varia prin sal. În acese condiții, la aplicarea unui impuls drepunghiular (un sal de ensiune ), condensaorul se prezină în primul momen ca un scurcircui, având endința să-şi păsreze sarea inițială de neîncărcare. Salul se ransmie la ieşire (fig...). Trepa, condensaorul se incarcă, ceea ce scade în mod corespunzăor valoarea ensiunii de ieşire. 9

30 U U a U U «b F ig.4.5. irc u i d e d e riv a re.. F ig.4.6.f o rm a re a im p u ls u rilo r a s c u ie c u c irc u i. a - s e m n a lu l d e in ra re ; b - s e m n a lu l d e ie s ire. La aplicarea fronului poserior al semnalului drepunghiular ( sal negaiv) condensaorul are aceeaşi comporare, inzând să-şi păsreze nemodificaă sarea de încarcare. În mmod len, condensaorul se descarcă exponențial, ensiunea de ieşire revenind la zero. Se observă deci că la un impuls relaiv lung, aplica la inrare, se obțin la ieşire două impulsuri scure, pe polariăți opuse. Penru ca la ieşirea circuiului să se obțină impulsuri scure (ascuție), ese necesar ca încărcarea si descărcarea condensaorului să se producă înr-un inerval de imp mai redus decâ duraa a impulsului drepunghiular aplica. Se impune deci respecarea condiției : τ = << i ( 4.) b. ircuie de inegrare ircuiele de inegrare (de neezire) sun circuie folosie penru obținerea unor impulsuri cu fronuri modificae față de cele ale semnalului de inrare, ele furnizând la iețire inegrala semnalului de inrare.

31 Schema unui asfel de circui ese reprezenaă în figura 4.7 Dacă paramerii circuiului respecă condiția ca valoarea consanei de imp τ = a circuiului să fie mul mai mare decâ duraa impulsului : τ = >> i (4.) aunci la aplicarea unui semnal drepunghiular condensaorul se încarcă len, aproximaiv liniar (fig. 4.8,a). U U?» F ig.. irc u i d e in e g ra re.. Tensiunea de ieşire creşe repa până la dispariția impulsului de ieşire. În aces momen, condensaorul începe să se descarce, iar ensiunea de ieşire scade repa,inzând, căre zero. Daoria încarcarii şi descărcarii lene a condensaorului, asigurae de condiția (4.), impulsul de ieşire are o formă aproximaivă riunghiulară, ca in figura 4.8,a. U U U U b b F ig.4.8.f o rm a s e m n a lu lu i d e ie s ire la a p lic a re a u n u i s e m n a l d re p u n g h iu la r p e n ru c a z u rile : a -? > i ; b -? < i

32 Dacă circuiul are o consană de imp de valori mai mici sau comparabile cu duraa impulsului aplica la inrare, condensaorul se poae încărca prin rezisență până la valoare maximă şi semnalul de ieşire apare ca în figura 4.8, b. Prin asocierea corespunzăoare a unor circuie de limiare, de derivare şi de inegrare se po obține diverse forme de impulsuri plecând de la un semnal sinusoidal. 5. ircuie basculane asabile. ircuiele basculane asabile, numie şi mulivibraoare, se uilizează penru a genera impulsuri drepunghiulare periodice. Ele po fi considerae oscilaoare, în sensul că semnalul de ieşire apare fără a necesia un semnal de comandă la inrare. În figura 5. se reprezină un asfel de circui, la care ranzisoarele se află pe rând în regim de conducție sau de blocare pe anumie inervale de imp fără inervenşia unor semnale de comandă exerioare. Funcționarea circuiului ese ilusraă prin diagramele de variație ale ensiunilor din figura 5. Deşi schema ese sisemaică, execuaă cu elemene respeciv egale, la conecarea sursei de alimenare, daoriă imperfecțiunilor ehnologice, apare o mică variație a curenului de colecor al unuia dinre ranzisoare(de exemplu I ). reşerea căderii de ensiune pe ( E = cons ), produsă de creserea lui I, duce la scăderea poențialului de colecor al propiului ranzisor ( U E I E, cons) T, ducând la micşorarea curenului acesuia ( ) T + =. Aceasă scădere se ransmie prin pe baza ranzisorului I de colecor. Prin aceasa, scade caderea de ensiune daă de I pe rezisența sa de colecor şi creşe poențialul de colecor al lui T. Aceasă cresere de ransmisie prin pe baza lui T, mărind valoarea curenului său de colecor I. Procesul evoluează în avalanşă şi duce în final la conducția de saurație T şi la blocarea lui T. În aces imp, condensaorul, care s-a încărca în circuiul + E,, rbe, începând să se descarce prin re şi B rbe, ajungând ca la un momen da ensiunea pe B (care ese legaă în paralel pe inrarea lui T ) să devină egală cu ensiunea de deschidere a ranzisorului T.

33 +E B B T T Fig.5..ircui basculan asabil. -E Acesa începe să funcționeze şi cu aceeaşi succesiune de fenomene, referioare de aceasă daă la T, se ajunge la T saura si T bloaca. Fenomenul se repeă periodic. ircuiele de încărcare şi respeciv de descărcare ale condensaorului sun redae in figura... În figura 5. a se reprezină siuația T bloca şi T saura. ondensaorul se află pracic descărca în circuiul alcăui din: E, // r şi //r. E B BE Uc Ta Tb Uc c a -Ec b Ub Ub -E c -E d Fig.8.Diagramele de variaie ale ensiunilor din circuiul basculan asabil din fig. 7

34 Dar T fiind bloca, rezisența sa colecor emior ese foare mare (r E ), iar T fiind saura, rezisența sa bază emior ese foare mică (r E B ), asfel că circuiul real de incărcare al lui O rămane alcăui din: E, şi r Be. În figura..., se reprezină siuația T saura şi T bloca.ondensaorul incărca, se află în circuiul alcăui din : //r şi //r E B Be.Dar T fiind saura r, iar T fiind bloca r E B BE, asfel că circuiul de descărcare rămane pracic alcăui din r şi. E B (T) E r E B + (T) E B - r BE E BE ««a + - r BE B E + E - r E E (T) B B r BE (T) E + E - r E «B «BE b (T) r E B B (T) E + E - Fig.5..ircuiele de incarcare, respeciv de descarcare ale condensaorului : a - sarea T bloca, T saura, se incarca; b - sarea Tsaura, T bloca, se descarca. +E D B B D T T Fig.5..ircui penru imbunaairea formei semnalului din colecor. Variațiile ensiunilor din colecoarele ranzisoarelor, po fi considerae a impulsuri de formă aproximaiv drepunghiulară.duraa fiecărui impuls genera ese deerminaă de impul necesar, poențialului bazei ranzisorului bloca penru a variai înre valoarea maxima şi zero, avand valorile: -E T a =,79 B (5.) T b =,69 B (5.) 4

35 Penru imbunăățirea formei de undă a semnalului de ieşire, capaciățile şi se conecează la colecoarele ranzisoarelor prin inermediul unei diode(5.), in puncul comun dinre diodă şi condensaor inroducandu-se cae o rezisență legaă la sursa de alimenare.în felul acesa încărcarea condensaoarelor din colecoarele ranzisoarelor saurae nu se mai face prin rezisențele de colecor ale ranzisoarelor blocae, ci prin rezisențele nouinroduse, imbunaațind fronul anerior al impulsurilor din colecoare. Înruca, in mod obişnui, sabiliaea perioadei impulsurilor generae de mulivibraor, nu ese saisfăcoare, se recurge frecven la sincronizarea prin impulsuri exerioare, aplicae pe bazele ranzisoarelor prin condensaoare de capaciăți mici, deerminand deschiderea ranzisorului mai repede deca in absența impulsului şi asigurand asfel frecvența de lucru doriă. 5. ircuie basculane monosabile. Schema ipică a unui asfel de circui ese redaă în figura(5.4) Spre deosebire de cazul circuielor asabile, schema nu mai ese simerică, ceea ce deermină şi comporarea circuiului ce are o singură sare sabilă. Funcționarea circuiului ese urmaoarea: dacă la aplicarea ensiunii de alimenare se obține o variație suplimenară a curenului de colecor I al ranzisorului T, prin fenomene similare celor descrise la circuiul basculan asabil, T ajunge să conducă la saurație, iar T ese bloca.aceasa ese o sare insabilă, deoarece prin procesele descrise anerior are loc descărcarea condensaorului pană ensiunea pe baza lui T scade, permițand conducția lui T.Din aces momen, procesele au loc in sensul măririi conducției lui T saura.aceasă a doua sare reprezină sarea sabilă a monajului.daoriă prezenței ensiunii E b de blocare a bazei lui T, descărcarea lui nu mai poae avea loc. Trecerea in sarea inițială,se poae face numai aplicand un impuls de comandă pe baza lui T, de polariae corespunzăoare scoaerii bazei lui T din sarea de blocare, sau pe baza lui T, asfel înca să-i micşoreze sarea de conducție.de obicei ese folosiă cea de-a doua variană(fig 5.5).La aplicarea fiecărui impuls de comandă, pe colecorul ranzisorului T se obține un impuls drepunghiular de polariae negaivă si duraă proporțională cu consana de imp.diagrama de variație a ensiunilor obținue in colecoare, respeciv în bazele ranzisoarelor ese reprezenaă in figura ircuie basculane bisabile. ircuiele basculane bisabile caracerizae prin două sări sabile egal posibile, au un domeniu vas de aplicații fiind elemene de bază în schemele logice de comandă, numărăoare, regisre, circuie de memorizare. 5

36 +E +E B B T T T T B B D +E -Eb -Eb c Fig.5.4.ircui basculan monosabil. Fig.5.5.ircui basculan monosabi comanda pe baza ranzisorului saura. Funcționare.Schema cea mai răspandiă ese cea simerică (fig 5.7), în care se folosesc două surse de polarizare:penru colecoarele (E ) şi respeciv penru bazele ranzisoarelor (E b ). Procesele de basculare au o desfăşurare aemănaoare celor descrise la circuiele basculane anerioare: o mică variație a curenului de colecor al unuia dinre ranzisoare (de ex. T ) deermină, daoriă cuplajelor exisene înre colecorul unui ranzisor şi baza celuilal, aducerea la saurație a ranzisorului T şi respeciv blocarea ranzisorului T.Aceasă sare ese sabilă, deoarece polarizarea exerioară a bazei ranzisorului bloca(e b ) împiedică scăderea ensiunii aplicae pe baza acesuia sub valoarea de ăiere.în aceasă sare, circuiul poae rămane un imp îndelunga.penru a provoca bascularea rebuie aplica un impuls exerior asfel ales, ca polariae, ampliudine şi loc de aplicare, înca să schimbe sarea monajului.aces lucru ese posibil în două siuații: fie prin scoaerea ranzisorului T din sarea de blocare, deerminand deschiderea sa, fie prin scoaerea lui T din saurație, micşorand conducția sa.în mule cazuri impulsul exerior se aplică pe baza ranzisorului saura, penru schema prezenaă (cu ranzisoare npn) impulsul avand polariae negaivă. 6

37 e UB e UB a c U U -E b Fig.5.6.Diagramele de variaie ale ensiunilor unui circui basculan monosabil. -E d +E i i U T T U Ub b b Ub +E -Eb Fig.5.7.ircui basculan bisabil. După primirea impulsului de comandă,circuiul basculează, recand rapid in cea de a doua sare sabilă, in care T la saurație şi T ese bloca.penru schimbarea acesei sări ese necesară aplicarea unui nou impuls de comandă exerior.în colecoarele celor două ranzisoare se obțin impulsuri drepunghiulare, de polariăți opuse şi de duraă egală cu inervalul dinre două impulsuri succesive de comandă.(fig 5.8) Spre deosebire de circuiul asabil, condensaoarele din schemă au numai rolul de a accelera procesul de comuare de la o sare la ala, prezenandu-se ca un scurcircui la variații bruşe ale ensiunii şi deci ransmițand inegral acese variații.ele compensează in acelaşi imp efecele capaciăților parazie de inrare 7

38 ale ranzisoarelor, care împreună cu rezisențele ( II şi II ) din schemă po fi circuie de inegrare, care ar produce rounjirea fronurilor impulsurilor. ounjirea fronurilor nu poae însă fi comple eviaă, ea daorandu-se impului de comuație al ranzisoarelor, imp de valoare mai mare aunci cand ranzisorul a lucra la saurație. Penru a evia evenualele inconveniene creae de sursa de polarizare a bazelor E b, se po realiza circuie basculane bisabile, la care aceasă sursă ese eliminaă din schemă.în aces caz, polariaea bazelor ese asiguraă de o rezisență E conecaă în circuiul de emior al celor două ranzisoare(fig 5.9). Înruca ranzisoarele conduc pe rand curenți egali, circuiul fiind simeric, ensiunea care apare la bornele acesei rezisențe ese consană si asigură polarizarea necesară bazelor. După ipul circuiului de comandă folosi,circuiele basculane bisabile po fi de urmăoarele ipuri(fig 5.) Ucomanda U a E U d E b Ub Ub e c Fig.5Diagramele de variaie ale ensiunilor in monajul din figura.4 a- impulsuri de comanda; b - ensiunea de colecor Uc ; c - ensiunea de baza Ub ; d - ensiunea de colecor Uc ; e - ensiunea de baza Ub 8

39 -E T T b E b Fig.5.9.ircui basculan bisabil cu polarizarea bazelor prin E comuna -circuie basculane bisabile de ip S (fig 5..a), la care comanda se face pe baze, pe două inrări numie şi S, cu impulsuri drepunghiulare aplicae prin inermediul unui circui de derivare si o diodă ce selecează polariaea doriă penru impulsul de comandă.impulsul aplica pe aduce circuiul înr-o sare noaă iar cel aplica pe S aduce circuiul în sarea. Aplicand simulan impulsuri pe ambele inrări, rezulă o sare de nedeerminare, în sensul că circuiul poae rămane înamplăor fie în sarea anerioară aplicării impulsului, fie poae bascula; -circuie basculane bisabile de ip JK (fig.5..b) consiuie o variană îmbunăățiă a celui de ip S. 9

40 +E A A T D b b D T -E b a S +E +E A A T x D b b -E b y D T T x D b b -E b y D T K b J T c Fig.5.. Tipuri de circuie basculane bisabile : a - -S ; b - J -K; c - T. Legarea rezisenței a circuiului de derivare la colecor( în loc de conecarea ei la masă) duce la ridicarea sării de nedeerminare.impulsurile aplicae pe inrarea J aduc circuiul in sarea cele aplicae în sarea iar aplicarea simulană a impulsurilor pe J şi pe K deermină bascularea circuiului în sarea complemenară celei în care se află; -circuie basculane bisabile de ip T (fig5..c):la aplicarea unei succesiuni de impulsuri pe aceasă inrare comună celor două baze, circuiul basculează la fiecare comandă primiă. Bisabilul Schmi. Bisabilul (riggerul) Schmi (fig 5.) reprezină un circi basculan cu două sări sabile de echilibru, avand însă o schemă asimerică.uplajul înre ranzisoare ese asigura din colecorul lui T în baza lui T prin rezisența, iar invers înre T şi T, prin inermediul rezisenței de 4

41 emior e.din aceasă cauză, circuiul mai ese numi circui bisabil cu cuplaj prin emior. + E B c d T T U ies b b e -E F ig.8. ircuiu l basculan bisabil S chm i. Funcționarea bisabilului ese urmăoarea: se consideră în sarea inițială T bloca şi T în conducție puernică; la aplicarea la inrare (pe ) a unui semnal a cărui ampliudine depăşeşe ensiunea de blocare( nivelul de prag ), T începe să conducă.tensiunea sa de collecor scade, se aplică prin cuplaj rezisiv pe baza lui T care îşi micşorează conducția, pe rezisența comună e apare o micşorare a căderii de ensiune, deerminand o conducție însă mai puernică a lui T, ducand înr-un imp exrem de redus la siuația:t saura, T bloca( a doua sare sabilă). Sarea durează pană cand semnalul exerior scade sub o anumiă valoare(u ) față de valoarea de deschidere a ranzisorului T.În aces caz, T îşi micşorează conducția, deerminand apariția sării inițiale(t bloca, T saura). Daoriă specificului său de funcționare, circuiul basculan bisabil Schmi poae avea urmăoarele uilizări(fig 5.): -formaor de impulsuri drepunghiulare din semnale alernaive aplicae la inrare(fig ) -memoraor de impulsuri penru un semnal de inrare alcăui dinr-o succesiune de impulsuri de polariăți diferie; circuiul basculează ori de cae ori se schimbă polariaea impulsurilor de inrare(fig 5.) 4

42 -discriminaor de ampliudine a impulsurilor; circuiul basculează, deci dă semnalul de ieşire ori de inrare(de cae ori semnalul de inrare sau impulsurile de inrare depăşesc ensiunea de prag U (fig 5. c). Uin Uin U U UB U Uies UB U Uies() Ei a b Uin U U UB Uies() c Fig.5.. Uilizarile circuiului basculan bisabil Schmi: a - formaor de impulsuri drepunghiulare ; b - memoraor de impulsuri ; c - discriminaor de ampliudine. 4