En su mayoría los circuitos digitales funcionan de forma sincronizada, lo que se logra a través de señales rectangulares que necesitan ser generadas por algún tipo de oscilador. El oscilador, que produce la señal "CLOCK" o "reloj", debe tener características especiales que requieran el uso de diversas configuraciones.
La señal de clock utilizada en los circuitos digitales debe tener características muy bien definidas, ya que necesitan ser reconocidas por estos circuitos. Esto significa que las señales de por clock deben ser perfectamente rectangulares y tener una frecuencia según el tipo de circuito que deben sincronizar.
Cualquier cambio en la forma de onda de una señal de por clock puede llevar al circuito a no reconocerlo todavía para entrar en un comportamiento inestable que afecta a todo su funcionamiento.
Una de las configuraciones más importantes utilizados para generar señales de por clock, es decir, las señales rectangulares es precisamente la que proviene de un circuito que tiene un gran parecido con las flip-flops.
Este circuito se llama un multivibrador estable y se caracteriza por no tener dos, no uno, estado estable. Este circuito cambia constantemente de estado, a una velocidad que depende de los valores de los componentes utilizados y, por lo tanto, genera una señal rectangular.
Para entender cómo funciona este circuito partimos de la configuración básica con transistores. Por lo tanto, si tenemos la configuración mostrada en la figura 1, usando los transistores, los capacitores proporcionan una retroalimentación que conduce al circuito a la oscilación.
En el multivibrador estable, la frecuencia está determinada por un capacitor y un resistor, es decir, por un constante de tiempo RC. Decimos que este tipo de oscilador es de tipo RC. Echemos un mejor vistazo a cómo funciona la configuración mostrada en la figura 1.
Cuando se establece el alimento uno de los transistores conduce más que otro e inicialmente podemos tener, por ejemplo, Q1 saturado y Q2 cortados.
Con Q1 saturado el capacitor C1 se carga a través de R1 de modo que la tensión en el capacitor se eleva gradualmente hasta el punto donde, siendo cargado, el Transistor Q2 se polariza en la dirección de conducción.
Cuando esto ocurre, Q2 tiene uno de sus terminales conectados a tierra y descargas. En estas condiciones Q1 va al corte y Q2 satura.
Ahora es el turno de C2 para cargar hasta que una conmutación de transistor ocurre de nuevo y ocurre un nuevo ciclo de funcionamiento. Las formas de onda generadas en este circuito se muestran en la figura 2, observando el ciclo de carga y descarga de los capacitores.
A continuación, se puede ver que el tiempo de carga y descarga de los capacitores y, por lo tanto, las oscilaciones generadas por este circuito dependen tanto de los valores de los capacitores como de los resistores base a través de las cuales se producen las descargas.
También podemos observar que las señales generadas son rectangulares porque hay un rápido cambio de transistores de tal manera que la tensión en sus colectores se eleva y cae rápidamente.
Como en el caso de los flip-flops, podemos desarrollar multivibradores estables utilizando válvulas y transistores de efecto de campo.
También podemos tener osciladores RC que generan señales con buena estabilidad con menos componentes.
Estos osciladores se pueden elaborar con funciones lógicas y para ello tenemos varias posibilidades.
Del libro "Curso de Electrónica Digital – Vol. 2" de Newton C. Braga