Los osciladores son circuitos electrónicos que generan una señal de salida sin necesidad de una señal de entrada. Se utilizan como fuentes de señal en toda clase de aplicaciones. Los distintos tipos de osciladores producen varios tipos de salidas incluidas ondas senoidales , ondas cuadradas, ondas triangulares y ondas de diente de sierra.
Oscilador de onda cuadrada El oscilador de onda cuadrada es un tipo de oscilador de relajación porque su operación está basada en la carga y descarga de un capacitor. Note que la entrada inversora del amplificador operacional es el voltaje de entrada, y la entrada no inversora es una parte de la salida realimentada a través de las resistencias R2 y R3 para producir histéresis. Cuando el circuito se enciende por primera vez, el capacitor se descarga y, por lo tanto, la entrada inversora está a V.
Esto hace que la salida sea una máximo positivo y el capacitor comienza a descargarse hacia Vsal a través de R1. Cuando el voltaje en el capacitor ( Vc ) alcanza un valor igual al voltaje de realimentación ( Vf ) en la entrada no inversora, el amplificador operacional cambia al estado negativo máximo. En este momento, el capacitor comienza a descargarse desde + Vf hacia - Vf . Cuando el voltaje en el capacitor alcanza - Vf , el amplificador operacional regresa el estado positivo máximo. Esta acción continua repitiéndose, como muestra la figura 16-35, y se obtiene un voltaje de salida de onda cuadrada.
El temporizador 555 es un circuito integrado versátil con muchas aplicaciones.
Operación astable En la figura 16-37 se muestra un temporizador 555 conectado para que opere en el modo astable como oscilador de relajación estable (multivibrador astable ). Note que la entrada de umbral (THRESH) ahora está conectada a la entrada de disparo (TRIG). Los componentes externos R1, R2 y Cext , forman el circuito temporizador que establece la frecuencia de oscilación. El capacitor de 0.01uF conectado a la entrada de control (CONT) sirve estrictamente para desacoplamiento y no tiene ningún efecto en la operación.
La frecuencia de oscilación está dada por la siguiente ecuación: Seleccionando R1 y R2 se puede ajustar el ciclo de trabajo. Como Cext se carga a través de R1 + R2 y se descarga sólo a través de R2, se pueden obtener ciclos de trabajo próximos a un mínimo de 50% si R2 >> R1 por lo que los tiempos de carga y descarga son aproximadamente iguales . Una fórmula para calcular el ciclo de trabajo se desarrolla de la siguiente manera. El tiempo en que la salida está alta (TH) es el tiempo que le lleva a Cext para cargarse desde 1/3 VCC hasta 2/3 VCC . Se expresa como El tiempo durante el cual la salida está baja (TL) es el tiempo que le lleva a Cext para descargarse desde 2/3 VCC hasta 1/3 VCC . Se expresa como
El periodo T, de la forma de onda de salida es la suma de TH y TL . La siguiente fórmula para T es el recíproco de F Por ultimo, el ciclo de trabajo en porcentaje es: