El inyector de señales no es más
que un oscilador de audio, razón la cual
daremos una breve descripción teórica
sobre el principio de funcionamiento de un oscilador.
Un oscilador es un amplificador con realimentación
positiva. El lazo de realimentación puede
estar formado por distintos tipos de elementos,
por ejemplo: un capacitor y un inductor, un resistor
y un capacitor, solamente un resistor, circuito
activo formado por transistores, etc. (realimentar
significa formar parte de la señal de salida
de un circuito y reinyectarla nuevamente a la
entrada).
En síntesis, un amplificador se convierte
en oscilador cuando posee una realimentación
positivo y el sistema realimentado tiene una ganancia
igual a 1.
En la figura 1 puede observarse un circuito formado
por dos amplificadores en emisor común
acoplados ambos a capacitor. La salida de Tr1
se acopla a la entrada de Tr2 por medio de C2
y la entrada de Tr1 está acoplada por C1
desde la salida de Tr2.
Las oscilaciones son provocadas en un comienzo
por el ruido presente en base de uno de los dos
transistores cuando se aplica la alimentación
al transistor. El ruido aparece por ejemplo, en
la base de Tr1, es amplificado por él y
por Tr2 reapareciendo en base de Tr1 para ser
amplificado nuevamente. Esta reacción ocurre
instantáneamente y se repite indefinidamente.
De esta manera la tensión de base de Tr1
(Vbc1) crece repentinamente hasta saturarlo disminuyendo
prácticamente a OV la tensión de
colector (Vce de saturación = 0 Volt) en
un instante.
Supondremos que, en ese momento se encuentra
Tr1 saturado y Tr2 cortado, es decir:
Vbe2 = 0V y Vce2 = Vcc
Vbe1 = 0,7V y Vce1 = 0V
ACLARACION: Suponemos el uso de transistores
de silicio.
Nótese que al estar saturado Tr1 y cortado
Tr2 C1 se encuentra cargado entre 0,7 y Vcc, mientras
que C2 está descargado y se carga desde
Vcc a través de Rb2 y Tr1 (que está
saturado).
Como Tr2 está saturado el colector es
una tierra virtual, es decir, es como si fuera
tierra para la corriente de carga de C2. Cuando
la tensión en la base de Tr2 (Vbe2) alcanza
los 0,7V como consecuencia de la carga de C2,
Tr2 conduce bajando la tensión de colector
(Vce2), dicha variación pasa rápidamente
a base de Tr1 ya que los capacitores permiten
el paso de señales variables, es amplificada
por Tr1, pasa a base de Tr2 a través de
C2 y así sucesivamente con mucha rapidez
alcanzando Tr2 el estado de saturación
y Tr1 al estado de corte. Las tensiones en los
distintos puntos del ciruito en este momento son
las siguientes:
Vce1 = Vcc
Vbe1 = 0,7V - Vcc
Vce2 = 0V
Vbe2 = 0,7V
Si aún no entendió lo sucedido
preste atención al siguiente párrafo:
"al alcanzar Vbe2 los 0,7V (como consecuencia
de la carga de C2) el Tr2 se satura casi instantáneamente
razón por la cual la tensión de
colector (Vce2) disminuye instantáneamente
de Vcc a 0 volt; como es una disminución
brusca y está presente en una placa de
C1, también disminuirá la tensión
en la otra placa del capacitor que va conectada
a base de Tr1 llevándolo al corte”.
Por ejemplo, si Vcc = 6V; al saturarse Tr2 la
tensión de colector disminuye de 6V a 0V,
es decir, hay una variación de 6V, por
lo tanto en base de Tr1 la tensión disminuirá
desde 0,7V a -5,3V existiendo también una
variación de tensión de 6V (se supone
que C1 no opuso resistencia a esa variación
brusca de tensión comportándose
como un cable) y como en base de Tr1 hay una tensión
negativa, está cortado razón por
la cual Vce1 = 6V.
C1 ahora se carga desde Vcc a través de
Rb1 haciendo que aumente gradualmente la tensión
en base del Tr1 (Vbe1). Cuando Vbe1 alcanza los
0,7V aproximadamente el Tr1 entra rápidamente
en saturación disminuyendo la tensión
de colector (Vce1) de 6V a 0V, dicha variación
pasa a través de C2 lo que hace que Vbe2
pase de 0,7V a -5,3V con lo cual Tr2 se corta
en el mismo instante en que Tr1 se satura.
Nótese que ahora es C2 quien se carga
desde Vcc pero a través de Rb2 hasta que
Vbe2 = 0,7V (como consecuencia de la carga de
C2) en cuyo momento Tr1 se va al corte y Tr2 a
la saturación como ya lo habíamos
explicado.
De esta manera se produce una constante oscilación
donde un transistor se va al corte y el otro a
la saturación alternativamente teniendo
en colector de cada transistor una señal
de onda cuya amplitud es casi igual a la tensión
de fuente.
Los transistores cambian rápidamente
del corte a la saturación pero no existe
una transición abrupta desde la saturación
al corte.
Nos interesa ahora conocer los períodos
de carga de C1 y C2 (T2 y T1) con el objeto de
poder calcular la frecuencia de la señal
resultante.
Cuando Tr1 está saturado y Tr2 está
cortado, C2 se carga desde Vcc a través
de Rb2 teniendo entre sus placas una diferencia
de potencial de (-Vcc + 0,7V). C2 se carga siguiendo
una ley exponencial; para saber el tiempo que
tarda en alcanzar un determinado potencial se
utiliza la siguiente fórmula:
Vmáx = máxima diferencia
de potencial que puede poseer el diodo.
