No consigo comprender este circuito con bipolares

[samu]

Hola a todos, soy nuevo en este foro y espero que pueda ayudarles de alguna forma, aunque por lo que he visto, de electrónica saben mucho más que yo. De todas formas, espero que al menos al principio pueda colaborar con mis dudas a resolver las de los demás, así que hay va una.

Lo que ven en la imagen, es parte de un circuito que se encarga de "amplificar" las pequeñas variaciones de la entrada.
En concreto, se trata de un circuito detector de metales, y cuando un metal pasa cerca de la bobina, la señal de entrada a este circuito cambia un poquito. En respuesta a esa pequeña variación, la señal de salida disminuye desde los 4 v (más o menos) hasta los 0 V. Lo bueno, es que si dejamos un metal cerca durante suficiente tiempo, el detector "aprende" y ya no detecta ese pero si los demás que se acerquen.
Creo que los transistores Q2 y Q4 se encargan de cambiar el "punto de reposo" de Q1 y que el condensador marca la constante de tiempo de ese cambio.

Supongo que Q3 estará polarizado de forma que pasará de conducción a corte y que los diodos en serie son para restar 1.4V a la alimentación pero no se muy bien para qué.

Les agradecería muchísimo que alguien me explicase cualquier aspecto del circuito, porque aunque sea un esquema que ya funciona, me gustaría entenderlo. Igualmente, si conocen alguna referencia en internet estaré encantado de leer un poco.

 

[mcrven]

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Amigo samu, te recomiendo sigas siempre las indicaciones de las "Reglas para el uso del foro". En este caso, muy particularmente, la destacada línea 3.

Al diagrama que publicas, le falta una parte del circuito que es la que produce la señal que genera la presencia de un metal. En fin, el elemento básico para el funcionamiento del Detector de Metales, que puede estar conformado de distintas formas, falta en el diagrama.

Te sugiero lo publique ya que, es importante para poder determinar la función de cada uno de los elementos implícitos en el mismo. En principio parece ser un amplificador DC, con un potente sistema de realimentación.

Esperemos que publiques el diagrama del detector mismo para poder ampliar la información.

Saludos: mcrven

 

[tiopepe123]

Aqui esta la biblia en verso
http://geotech.thunting.com

El circuito si en teoria esta polalizado Q1, no se muestra, es el amplificador general y inyectando una corriente en el emisor controlamos la ganancia.

Q4 y Q2 es un montaje darlington tipico, gran ganancia en corriente, tiene una caida de 1.2V compensada por los diodos D1 y D2.

D3, R3,r4 C1 es un rectificador , pero como usted comenta actua mas como una memoria de maximo o detector de pico.

R4 y C1 nos marca el tiempo de carga, rapidez de respuesta
R3 desgarga el condensador para ir ajustandose a cada momento.

Q3 actua como amplificador y separador/buffer de tal forma que el circuito de C1,r3 y R4 no consuma demasiada señal util.


Mas o menos es lo que se intuye con los datos que nos das.

 

[samu]

Muchas gracias por las respuestas.

Quiero aclarar que no deseo una explicación del funcionamiento del detector de metales si no del circuito este que tiene el comportamiento que describí anteriormente. Me da igual que se encuentre en un detector de metales que en un sensor de humedad o en un detector de suegras (si alguien inventa uno se hará rico). Solo es que aunque me imagino como funciona me gustaría conocer los detalles, o al menos, que alguien me diga como se llama ese montaje para poder buscar información (es una pena que google no busque a partir de diagramas). En este sentido, me ha venido muy bien lo de montaje Darlington, ahora entiendo que esos dos trts están ahí para proporcionar alta ganancia en corriente y que el voltaje Vbe es de 1,2V. Lo que no entiendo es por qué los diodos compensan esos 1,2V.

Por si existe alguna duda sobre la polarización de Q1, podría poner todo el circuito del oscilador Colpitts con su integrador y filtros, y si alguien es capaz de deducir el valor del punto de trabajo mejor que con el valor del voltaje de base (8V) pues tendré que reconocer que me queda muchísimo por aprender. Conectado al colector de Q3, va un AO en configuracion de comparador que tampoco me molesté en dibujar porque entiendo que no afecta al circuito.

Al hilo de la anterior respuesta, creo que el diodo D3 se encarga de que la señal del condensador solo sirva para polarizar ya que la señal de salida de Q3 baja hasta 0 cuando se detecta un metal. Es como si la salida de Q3 cargara el condensador y por tanto el voltaje aplicado a la base de Q2 hasta que este es suficiente y al aumentar algo más, implicase una reduccion del voltaje de salida de Q3 (colector).

Respecto a la configuración de Q3, no se si está en amplificación. Se me había ocurrido (atención: posible burrada) que estaría en activa por solo los 1.4V de los dos diodos y que pasaría a corte en cuanto la señal en su base cambiara un poquito. También puede ser que tenga alta ganancia y que los diodos estén para compensar temperatura y todo eso.

Hay otra cosa que no me deja dormir: ¿para qué se conecta el emisor de Q4 al de Q1?. Quizá sea para regular ganancia o punto de reposo pero no entiendo ni qué ni cómo.

Muchas gracias

 

[tiopepe123]

Normalmente estos circuitos se intentan que trabajen a una tension determinada, por ejemplo la tension de base de Q1.

A partir de ha hi se calcula el circuito de tal forma que que en el emisor de Q1 tambien este en esa tension y el transistor Q1 este ligeramente en corte.

El montaje darlington tiene una caida de 1.2V debido al "diodo" base-emisor o sea Vbe4+Vbe2=1.2V.


El diodo D3 esta pensado mas que un detector de picos es un sample&hold o memoria analogica, el condensador es la memoria y las resistencias fijan la rapidez del sistema.
Un fija la velocidad ante un aumento de señal y la otra descarga el sobrante de tension.


Q3 me parece que mas que amplificador actua como inversor, esto es mas facil verlo en el simulador o en papel, pero eso ya es mas dificil verlo a simple vista, pero no creo que erre.

Me explico si la señal de base aumenta, en teoria la corriente drenada por el darlington deberia aumentar de esta forma la tension sobre R2 aumenta y se compensa el sistema.


La cosa seria asi:

Aumenta la tension de base Q1
Por tanto disminulye la tension de colector por lo que aumenta la corriente de base de Q3
Al circular mas Ib3 aumenta Ic3 y sube la tension de R5 y empieza a conducir D3.
Aumenta la tension en R3R4C1 y por tanto aumenta la corriente en el darlington.
Eso obliga a subir la caida de tension en R2 y esto REDUCE la corriente IC1 COMPENSANDO el sistema.

Es lioso pero yo diria que es asi.

 

[samu]

Ok, muchas gracias.

He estado simulando el circuito y creo que es bastante coherente con la última respuesta.
Aunque no lo comprendo del todo (no sabría como modificar su comportamiento) creo que no le voy a hacer más caso porque ya comprendo la esencia.

Gracias a todos los que habeis colaborado.