Estructura básica oscilador sinusoidal

Estructura básica oscilador sinusoidal  – Generadores de Señal

La estructura básica de un oscilador sinusoidal consiste en un amplificador (A) y una red selectiva de frecuencia (ß) conectada en un lazo de realimentación positiva tal como se muestra en el diagrama de bloques la figura 10.1.

Aunque en un oscilador no existe señal de entrada, es posible obtener la ganancia de lazo del amplificador realimentado (Af) que, debido a la realimentación positiva, es de la forma

Donde A=A(ƒ) y ß=ß(ƒ) dependen de la frecuencia ƒ. Si existe una frecuencia ƒo que ßA=1, entonces el valor de Af en la ecuación 10.3 es infinito. Es decir, a esta frecuencia el circuito tiene salida finita para una entrada cero; tal circuito por definición es un oscilador. La condición del circuito realimentado que proporciona oscilaciones sinusoidales de frecuencia oscilación ƒo es

El criterio de Barkhausen establece estas condiciones de oscilación: a la frecuencia ƒo, la fase de la ganancia de lazo debe ser 0+2k π y la magnitud de la ganancia de lazo debe ser 1. Expresado más formalmente, el criterio de Barkhausen de oscilación exige que

10.2.1.- Control no-lineal de la amplitud

En todo oscilador práctico, la ganancia de lazo (ßA) tiene que ser ligeramente mayor que la unidad para evitar que los parámetros de tolerancia de los componentes, envejecimiento, efectos de la temperatura, …, haga que ßA < 1 y el circuito no verifique una de las condiciones de oscilación especificadas en la ecuación 10.5, en cuyo caso el circuito dejará de oscilar.

Por otra parte, si ßA >1 las amplitudes de oscilación crecen en amplitud y originarán señales sinusoidales de salida con fuerte distorsión armónica (THD elevado). Por ello, es necesario un mecanismo que ajuste el valor de ßA=1 basado en un circuito de control de ganancia no-lineal del amplificador. Este circuito hace que ßA>~1 para valores de amplitud de salida bajos hasta que se alcanza un valor determinado de salida en cuyo caso ßA=1. Un ejemplo típico de un circuito de ganancia no-lineal, también conocido como circuito limitador, se presenta en la figura 10.2.a.

Utiliza dos diodos D1 y que en función de su estado o no de conducción, varía la ganancia del amplificador tal como se indica en la VTC de la figura 10.2.b. Para tensiones de salida bajas, ambos diodos están en corte y la ganancia del amplificador vale –Rf/R1. En este caso, aplicando el principio de superposición, las tensiones VA y VB se pueden expresar en términos de ±VCC y Vo como

El diodo D1 está en conducción cuando VA ≤ –VD = –0.7 V y el D2 cuando VB ≥ VD = 0.7 V, en cuyo caso la ganancia del amplificador disminuye a –(Rf||R3)/R1 y –(Rf||R4)/R1 respectivamente. La tensiones de salida que hacen entrar a estos diodos en conducción vienen dadas por las siguientes expresiones:

Tut_estructura_basica_oscilador_sinusoidal.asp    Tut_oscilador_control_no_lineal_amplitud.asp