Oct 212015
 
Principios oscilador sinusoidal 2 Estructura oscilador sinusoidal  3 Osciladores RC – Amp. Op.  Osciladores Cristal  5 Consideraciones prácticas  6 Multivibrador astable  7 Generador onda triangular   8 Temporizadores integrados  9 Temporizadores XR-2240, MC1451D  10 Generadores monolíticos 566, ICL8038

Generadores de señal con Amp. Op.

10.3. Circuitos osciladores RC-OA

En este apartado se estudian algunos osciladores prácticos que utilizan amplificadores operacionales y redes RC.

10.3.1.- Oscilador de puente de Wien

El oscilador de puente de Wien, tal como aparece en el esquema básico de la figura 10.3.a, está constituido por un OA en configuración no-inversora de ganancia 1+R2/R1 y una red de realimentación RC cuya función de transferencia es:

Función de transferencia de Oscilador Puente de Wein - Electrónica Unicrom

donde

Sustituyendo 10.9 en 10.8 y operando se obtiene

La ganancia de lazo (ßA) vale

Ganancia de lazo en oscilador Puente de Wein - Electrónica Unicrom

a) Esquema básico de oscilador puente de Wein. b) Oscilador puente de Wein con control de amplitud - Electrónica Unicrom

El criterio de Barkhausen establece las condiciones de oscilación a la frecuencia ƒo:

Condisiones de oscilación. (Criterio de Barkhausen) - Electrónica Unicrom

Para asegurar las condiciones de oscilación es necesario elegir R2/R1 ligeramente superior a 2 para corregir pequeñas variaciones en el circuito. Además, la amplitud de oscilación puede ser determinada y estabilizada utilizando un circuito no-lineal como el que se muestra en la figura 10.3.b. Los diodos D1 y D2 y las resistencias R2 y R3 actúan como limitadores de amplitud de salida.

Circuito oscilador por cambio de fase básico - Electrónica Unicrom

10.3.2- Oscilador de cambio de fase

El oscilador de cambio de fase, estructura básica se describe en la figura 10.4.a, consiste en un amplificador de ganancia negativa (-K) y una realimentación constituida por una sección RC de tercer orden en escalera. La condición de oscilación exige que la red de realimentación introduzca un desfase de 180° para ser compatible con la ganancia negativa del amplificador que introduce a su vez otro desfase de 180°.

En la figura 10.4.b se indica las ecuaciones de la red de realimentación. Partiendo de estas ecuaciones y tras realizar una serie de operaciones, se puede comprobar que la expresión de la ganancia de lazo es

Ganancia de lazo en oscilador por cambio de fase - Electrónica Unicrom

Las condiciones de oscilación establecen el valor de ƒoy el valor de K dados por:

Condiciones de oscilación en oscilador por cambio de fase - Electrónica Unicrom

Oscilador por cambio de fase con limitador de amplitud - Elecrónica Unicrom

Oscilador por cambio de fase con FET y transistor bipolar (BJT) - Electrónica Unicrom

Ejemplos prácticos de este tipo de osciladores se muestran en las figuras 10.5, 10.6.a y 10.6.b.

En la figura 10.5 el oscilador está basado en un OA cuya ganancia (–Rf / R) se ajusta a través del potenciómetro Rp y tiene un limitador de amplitud en la salida a través de los diodos D1 y . En las figuras 10.6.a y 10.6.b se presentan dos osciladores que utilizan componentes discretos. El primero está basado en un amplificador FET cuya ganancia es

Ganancia de amplificador FET - Electrónica Unicrom

y el segundo está basado en un amplificador BJT cuya hfe y Zi deben verificar las relaciones indicadas en la figura con una frecuencia de oscilación que depende de RC

10.4- Osciladores LC

Un oscilador muy sencillo se puede construir con una etapa amplificadora y un red inductiva-capacitiva (LC) que proporcione un desplazamiento de -180°. La frecuencia de oscilación puede ser fácilmente ajustada, o sintonizada (tuned), sobre un rango de frecuencias que varían desde unos 100kHz hasta cientos de MHz cambiando únicamente el valor de la C o L. Estos osciladores LC sintonizados son usados en gran variedad de aplicaciones incluyendo radiotransmisores, receptores de AM y FM y generadores de onda sinusoidal.

Los osciladores LC más conocidos son: a) oscilador de Colpitts y b) oscilador de Hartley. Su diferencia se encuentra en la red de realimentación: el oscilador de Colpitts utiliza un divisor capacitivo en paralelo con una autoinducción y el oscilador de Hartley utiliza un divisor inductivo en paralelo con una capacidad, es decir, ambos son duales.

Oscilador Colpitts basado en a) JFET, b) BJT, c) OA - Electrónica Unicrom

En la figura 10. indican tres posibles configuraciones de un oscilador Colpitts basado en transistores FET y BJT, y en un OA aunque no suelen ser utilizado por su limitación en frecuencia; la autoinducción RFC sirve para aislar la línea de alimentación del oscilador, es decir, su valor es suficientemente alto para impedir que la señal sinusoidal se transmita a la alimentación.

Si la frecuencia de oscilación (ƒo) es suficientemente baja para considerar despreciable los efectos capacitivos internos de los transistores y el OA, y si la autoinducción L tiene una resistencia interna despreciable, entonces la frecuencia de oscilación será determinada por la red LC (también conocida en muchos casos con el nombre de circuito tanque o tank porque se comporta como una depósito de energía de almacenamiento). Para el oscilador Colpitts, esta frecuencia es

Frecuencia de oscilación de oscilador Colpitts - Electrónica Unicrom

Esta relación debe ser combinada con la ganancia de l a etapa amplificadora para asegurar las condiciones de oscilación.

Oscilador Hartley basado en un a) FET y b) BJT - Electrónica Unicrom

De la misma manera, la frecuencia de oscilación de los osciladores Hartley mostrados en la figura 10.8 viene dada por

Frecuencia de oscilación de oscilador Hartley - Electrónica Unicrom

Nota: L = Inductor (Inductancia), C = Capacitor (capacitancia).

Tut_circuitos_osciladores_RC-OA_puente_wein.asp
Tut_circuitos_osciladores_RC-OA_oscilador_cambio_fase.asp
tut_osciladores_LC.asp


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