¿Cuáles son los circuitos multivibradores más importantes para la generación de impulsos?

Los circuitos multivibradores se refieren a un tipo especial de circuitos electrónicos utilizados para generar señales de impulso. Estas señales de impulso pueden ser rectangulares o de onda cuadrada. Generalmente producen una salida en dos estados: alto o bajo. Una característica específica de los multivibradores es el uso de elementos pasivos, como resistencias y condensadores, para determinar el estado de salida.

Tipos de multivibradores

a Multivibrador monoestableun multivibrador monoestable es un tipo de circuito multivibrador cuya salida sólo se encuentra en un estado estable. También se conoce como multivibrador de disparo único. En un multivibrador monoestable, la duración del impulso de salida viene determinada por la constante de tiempo RC y viene dada por: 1,11*R*C

b Un multivibrador estableun vibrador estable es un circuito con una salida oscilante. No necesita un activador externo y no tiene un estado estable. Es un tipo de oscilador regenerativo.

c Multivibrador biestableun vibrador biestable es un circuito con dos estados estables: alto y bajo. Normalmente se necesita un interruptor para cambiar entre los estados alto y bajo de la salida.

Tres tipos de circuitos multivibradores

1. Uso de transistores

a. Multivibrador monoestable

En el circuito descrito anteriormente, en ausencia de una señal de disparo externa, la base del transistor T1 está a nivel de tierra y el colector está a un potencial superior. Por tanto, el transistor se interrumpe. Sin embargo, la base del transistor T2 recibe una tensión positiva de VCC a través de una resistencia y el transistor T2 entra en saturación. Como la clavija de salida está conectada a tierra a través de T2, está en un nivel lógico bajo.

Cuando se aplica una señal de disparo a la base del transistor T1, éste comienza a conducir al aumentar su corriente de base. A medida que el transistor conduce, su tensión de colector disminuye. Al mismo tiempo, la tensión del condensador C2 comienza a descargarse a través de T1. Esto hace que el potencial del terminal base de T2 disminuya y finalmente T2 se interrumpe. Como la patilla de salida está ahora conectada directamente a una alimentación positiva a través de una resistencia, Vout está en un nivel lógico alto.

Al cabo de un tiempo, cuando el condensador está completamente descargado, comienza a cargarse a través de la resistencia. El potencial en el terminal de la base del transistor T2 comienza a aumentar gradualmente y finalmente T2 entra en conducción. De este modo, la salida vuelve a estar en un nivel lógico bajo o el circuito vuelve a un estado estable.

b. Multivibrador biestable

El circuito anterior es un circuito multivibrador biestable con dos salidas que definen los dos estados estables del circuito.

Inicialmente, cuando el interruptor está en la posición A, la base del transistor T1 está a potencial de tierra y, por tanto, se interrumpe. Al mismo tiempo, la base del transistor T2 está a un potencial relativamente más alto y comienza a conducir. Esto hace que la clavija de salida 1 esté conectada directamente a tierra y que Vout1 esté en nivel lógico bajo. La clavija de salida 2 del colector de T1 está conectada directamente a Vcc y Vout2 está en nivel lógico alto.

Ahora, cuando el interruptor está en la posición B, las acciones de los transistores se invierten (T1 conduce y T2 está apagado) y los estados de salida se invierten.

c. Multivibrador astable

El circuito anterior es un circuito oscilador. Supón que inicialmente el transistor T1 está en conducción y T2 está apagado. La salida 2 está en nivel lógico y la salida 1 está en nivel lógico bajo. Cuando el condensador c2 comienza a cargarse a través de R4, el potencial en la base de T2 comienza a aumentar gradualmente hasta que T2 comienza a conducir. Esto hace que el potencial del colector disminuya, y poco a poco el potencial en la base de T1 empieza a disminuir hasta que se interrumpe por completo.

Ahora, a medida que C1 se carga a través de R1, el potencial en la base del transistor T1 comienza a aumentar y finalmente se pone en conducción y todo el proceso se repite. De este modo, la salida se repite u oscila constantemente.

Además del uso de los BJT, otros tipos de transistores también se utilizan en los circuitos multivibradores.

2. Utilizar puertas lógicas

a. Multivibrador monoestable

Inicialmente, el potencial a través de la resistencia está a tierra. Esto implica una señal lógica baja en la entrada de la puerta NOT. Por lo tanto, la salida está en nivel lógico alto.

Como las dos entradas de la puerta NAND están en nivel lógico alto, la salida está en nivel lógico bajo y la salida del circuito permanece en su estado estable.

Ahora, supongamos que una de las entradas de la puerta NAND recibe una señal lógica baja, mientras que la otra entrada está en nivel lógico alto, la salida de la puerta está en nivel lógico 1, es decir, una tensión positiva. Como hay una diferencia de potencial en R, VR1 está en un nivel lógico alto y, en consecuencia, la salida de la puerta NOT es un 0 lógico. Cuando esta señal lógica baja se devuelve a la entrada de la puerta NAND, su salida permanece en 1 lógico y la tensión del condensador comienza a aumentar gradualmente. A su vez, la caída de potencial a través de la resistencia, es decir, VR1, comienza a disminuir gradualmente y en algún momento cae, de modo que se envía una señal lógica baja a la entrada del puerto NOT y la salida vuelve a ser una señal lógica alta. El periodo de tiempo que la salida permanece en el estado estable viene determinado por la constante de tiempo RC.

b. Multivibrador astable

Inicialmente, cuando se suministra energía, el condensador se descarga y se envía una señal lógica baja a la entrada de la puerta NOT. Esto hace que la salida sea lógicamente alta. Cuando esta señal lógica alta se envía a la puerta AND, su salida está en 1 lógico. El condensador comienza a cargarse y el nivel de entrada de la puerta NOT aumenta hasta que se alcanza el umbral lógico alto y la salida está en nivel lógico bajo.

Una vez más, la salida de la puerta AND está en nivel lógico bajo (la entrada vuelve a estar en nivel lógico bajo) y el condensador comienza a descargarse hasta que su potencial en la entrada de la puerta NOT alcanza el umbral lógico bajo y la salida vuelve a estar en nivel lógico alto.

En realidad se trata de un tipo de circuito oscilador de relajación.

c. Multivibrador biestable

La forma más sencilla de multivibrador biestable es el latch SR, realizado mediante puertas lógicas.

Supón que la salida inicial está en nivel lógico alto (Set) y la señal de disparo de entrada está en nivel lógico bajo (Reset). Esto hace que la salida de la puerta NAND 1 esté en nivel lógico alto. Como las dos entradas de U2 están en nivel lógico alto, la salida está en nivel lógico bajo.

Como las dos entradas de U3 están en nivel lógico alto, la salida está en nivel lógico bajo, es decir, en Reset. La misma operación se produce para una señal lógica alta en la entrada y el circuito cambia de estado entre 0 y 1. Como hemos visto, el uso de puertas lógicas para los multivibradores son en realidad ejemplos de circuitos lógicos digitales.

3. Uso de temporizadores 555

el CI Temporizador 555 es el circuito integrado más utilizado para la generación de impulsos, especialmente la modulación de la anchura de los impulsos, en los circuitos multivibradores.

a. Multivibrador monoestable

Para conectar un temporizador 555 en modo monoestable, se conecta un condensador de descarga entre el pin 7 de descarga y tierra. La anchura del pulso de la salida generada está determinada por el valor de la resistencia R entre el pin de descarga Vcc y el condensador C.

Si conoces la circuitería interna del temporizador 555, debes saber que un temporizador 555 funciona con un transistor, dos comparadores y un flip-flop SR.

Inicialmente, cuando la salida tiene una señal lógica baja, el transistor T se pone en conducción y el pin 7 se conecta a tierra. Si se aplica una señal lógica baja a la entrada de disparo o a la entrada del comparador, como esta tensión es inferior a 1/3Vdc, la salida del CI del comparador se convierte en alta, lo que hace que el flip-flop se reinicie de modo que la salida esté ahora a un nivel lógico bajo.

Al mismo tiempo, el transistor se apaga y el condensador comienza a cargarse a través de Vcc. Cuando la tensión del condensador sube por encima de 2/3Vdc, la salida del comparador 2 se pone en alto y el flip-flop SR se activa. De este modo, la salida vuelve al estado estable después de un cierto periodo de tiempo determinado por los valores de R y C.

b. Multivibrador astable

Para conectar un temporizador 555 en modo astable, se acortan las patillas 2 y 6 y se conecta una resistencia entre las patillas 6 y 7.

Inicialmente, suponemos que la salida del flip-flop SR está en lógica baja. Esto apaga el transistor y el condensador comienza a cargar Vcc a través de Ra y Rb, de modo que, de inmediato, la tensión de entrada al comparador 2 supera la tensión umbral de 2/3Vcc y la salida del comparador se vuelve alta. Esto hace que el flip-flop SR se active de forma que la salida del temporizador esté en lógica baja.

Ahora el transistor es conducido a la saturación por una señal lógica alta en su base. El condensador comienza a descargarse a través de Rb y cuando la tensión del condensador cae por debajo de 1/3 VCC, la salida del comparador C2 está en nivel lógico alto. Esto reinicia el flip-flop y la salida del temporizador vuelve a estar en nivel lógico alto.

c. Multivibrador biestable

Un temporizador multivibrador biestable 555 no requiere el uso de ningún condensador, sino que se utiliza un interruptor SPDT entre la tierra y los pines 2 y 4.

Cuando el interruptor se coloca de forma que la patilla 2 se conecta a tierra junto con la patilla 6, la salida del comparador 1 tiene una señal lógica baja, mientras que la salida del comparador 2 tiene una señal lógica alta. Esto reinicia el flip-flop SR y la salida del flip-flop es lógica baja. Por tanto, la salida del temporizador es una señal lógica alta.

Cuando la posición del interruptor es tal que la clavija 4 o la clavija de reinicio del flip-flop está conectada a tierra, el flip-flop SR se activa y la salida es lógica alta. La salida del temporizador tiene una señal lógica baja. Así, dependiendo de la posición del interruptor, se obtienen pulsos altos y bajos.

Estos son los circuitos multivibradores básicos utilizados para la generación de impulsos. Esperamos que hayas adquirido una clara comprensión de los multivibradores.

He aquí una simple pregunta para todos los lectores:

Además de los multivibradores, ¿qué otros tipos de circuitos se utilizan para la generación de impulsos?