22
OSCILADORES SENOIDALES Integrantes: Marelin Estefany Huayta Chuchon- 13190254 Huayhuapuma Gonzaga Erick - 13190236 Espinoza Soncco Edson – 13190230 Zurita Curahua Antony – 13190066 Ramirez Palacios Joel - 13190130 Neyra Castro Edgard Jean Pierre - 13190117

osciladores senoidales

Embed Size (px)

DESCRIPTION

.........

Citation preview

Page 1: osciladores senoidales

OSCILADORES SENOIDALES

Integrantes:Marelin Estefany Huayta Chuchon-13190254Huayhuapuma Gonzaga Erick - 13190236Espinoza Soncco Edson – 13190230Zurita Curahua Antony – 13190066Ramirez Palacios Joel - 13190130Neyra Castro Edgard Jean Pierre - 13190117

Page 2: osciladores senoidales

¿Qué son los osciladores?

• Un oscilador es un circuito que genera una señal periódica, es decir, que produce una señal periódica a la salida sin tener ninguna entrada periódica. Los osciladores se clasifican en armónicos, cuando la salida es sinusoidal, o de relajación, si generan una onda cuadrada.

Page 3: osciladores senoidales

OSCILADORES SENOIDALES

• La inestabilidad de los amplificadores realimentados se puede utilizar para generar señales senoidales.

Page 4: osciladores senoidales

Básicamente un oscilador es un amplificador realimentado, donde la

realimentación es positiva. El oscilador entrega una señal alterna

sin necesidad de inyectarle una señal alterna a la entrada.

En realidad lo que hacen los osciladores circuitalmente es convertir energía de corriente continua suministrada por la fuente de alimentación en energía de

corriente alterna que es la que tenemos a la salida.

Page 5: osciladores senoidales

Criterio de Oscilación ( Criterio de Barckausen)

Un oscilador básicamente se compone de un circuito amplificador A y una red de realimentación B, el circuito esquemático sería el siguiente:

Page 6: osciladores senoidales

*Donde:-A es la ganancia del amplificador.-Af es la ganancia a lazo cerrado.-B es la función de transferencia de la red de realimentación.*Para que este sea un oscilador se deben cumplir algunas condiciones

Page 7: osciladores senoidales

Debe ser Xi = 0 , si Xi = 0 significa que no hay señal

de entrada y si se tiene una determinada señal de salida, esto indica que

deberá ser Af = infinito y para que esto se cumpla

debe ser 1 - AB = 0.

Es decir AB = 1 la cual es la condición de oscilación (AB es la ganancia a lazo abierto del sistema). Condición que resulta ser necesaria. A la relación “ AB = 1” se la conoce como Criterio de Barckausen.

Page 8: osciladores senoidales

Ahora bien AB = Xf / X1 por lo tanto si Xf / X1 = 1 entonces Xf = X1 , esto nos dice que podemos sacar Xi y el amplificador no sufrirá modificaciones, porque sigue viendo la misma señal a la entrada X1. Que Xf sea igual a X1 significa que deben coincidir exactamente en amplitud, frecuencia y fase. Dos señales de igual frecuencia puede que no coincidan en fase, pero si coinciden en fase necesariamente deben coincidir en frecuencia por lo tanto nos basaremos en lograr la igualdad de amplitud y fase solamente.

Page 9: osciladores senoidales

OSCILADORES SENOIDALES1. OSCILADOR DE DERIVA DE FASE• Este oscilador consiste en una red que desfasa 180° y cuya salida se

redirige a la entrada por medio de un amplificador de ganancia negativa.

• El método mas utilizado para crear la red de cambio de fase es un circuito RC en escalera.

• Este oscilador debe tener una ganancia mínima de -29 para que ocurra oscilación.

Page 10: osciladores senoidales

• Analizando el circuito se demuestra.

• Condición de oscilación.

• Con lo que se obtiene.

Page 11: osciladores senoidales

2. OSCILADOR PUENTE DE WIEN• Este oscilador utiliza una red sin inversión de fase por lo que es posible

utilizar un amplificador operacional en configuración no inversora, con impedancia de entrada elevada, para producir la realimentación.

• La red utilizada consiste en un par RC serie junto con un par RC paralelo.• La red de realimentación debe tener una ganancia mínima de 3 para que

el sistema entre en oscilación.

Page 12: osciladores senoidales

3. OSCILADOR HARTLEY• El oscilador de Hartley es un oscilador con una red de

realimentación de tipo LC.• La etapa amplificadora, está formada por un transistor bipolar.• La red de realimentación, está compuesta por un condensador y

una bobina con un valor que se puede modificar. Modificando el valor de esta bobina podemos ajustar la frecuencia de salida.

• El oscilador de Hartley se utiliza para generar señales en altas frecuencias.

Page 13: osciladores senoidales

4. OSCILADOR COLPITTS• Es similar al oscilador de Hartley. En este caso, sin embargo, la

bobina tiene un valor constante (en el oscilador de Hartley la bobina es variable) y se utiliza un divisor de tensión formado por las capacidades C1 y C2 (en el oscilador de Hartley hay una única capacidad, C, constante).

Page 14: osciladores senoidales

Diseño de oscilador Colpitts

Page 15: osciladores senoidales
Page 16: osciladores senoidales

El proceso de diseño puede ser el siguiente:• Como primer paso, se puede escoger un factor de calidad mínimo para el

circuito a diseñar. Éste determinará un valor mínimo para la capacidad Ct y un valor máximo para la autoinducción Lt.

• Una vez determinado el valor máximo para la autoinducción, se puede escoger Lt de acuerdo con la disponibilidad de componentes. La autoinducción escogida determinará tanto Lt como rc. El valor Rp se calcula haciendo la correspondiente transformación serie-paralelo de circuitos RL.

• Puesto que R0 = Rp//RL//Rs, en este punto se puede calcular el valor de Rs.• Por otra parte re = (VT /ICQ) y Re se puede escoger de modo que sea

bastante mayor que re (normalmente, unas decenas de ohmios suele ser suficiente). Esto determina también Ri = re + Re.

• Conocido Ccb (a través de las características del transistor) y Ct, podemos determinar Cs.

• Finalmente, C1 y C2 se calculan fácilmente teniendo en cuenta los valores de Ri,Rs y Cs (es un problema equivalente al diseño de una red “tapped-capacitor”).

Page 17: osciladores senoidales

DISEÑO OSCILADORES• Para el diseño de osciladores de frecuencia variable, hemos elegido un

modelo con estabilidad de frecuencia, mínima influencia de la carga de salida, sencillez de cálculo.

• Este es el diseño del modelo Seiler que se presenta en la siguiente figura.

Page 18: osciladores senoidales

• La frecuencia de oscilación en función de los componentes de la red de realimentación es la siguiente:

• Entonces la condición de oscilación seria:

• Donde A es la ganancia del amplificador:

Page 19: osciladores senoidales

El primer transistor de efecto de campo (FET) con su circuito asociado corresponde al modelo Seiler, el segundo FET es la etapa separadora, para un correcto aislamiento de la carga con la etapa osciladora.

Page 20: osciladores senoidales

• Pasos para diseñar:• 1.-Fijar los datos: frecuencia máxima=f2, frecuencia mínima f1, variación

de capacidad de Cv = Cvmax – Cvmin = K (Se supone que C1 es un condensador variable en paralelo con un condensador fijo C)

• Estos son los datos que debemos elegir de acuerdo con el oscilador deseado. La frecuencia máxima f2 será la frecuencia más alta que queramos en que oscile, esta se alcanzara cuando el condensador variable Cv alcance su capacidad mínima Cvmin. La frecuencia mínima f1 es la frecuencia más baja del oscilador y se alcanza cuando el condensador variable Cv presenta su capacidad más alta Cvmax.

• Resumiendo, para el diseño de nuestro oscilador debemos fijar los márgenes de frecuencia y el tipo de elemento que varía de capacidad, ya sea condensador o diodo capacidad variable.

• Una vez hecho esto se fijan los valores de los condensadores C2, C3, C4, CP, según la taba siguiente, el más misma tabla que nos da el valor más idóneo de estos condensadores en función de la frecuencia global que vaya a funcionar el oscilador, se expresan los choques y los transistores más adecuados.

Page 21: osciladores senoidales

Los valores recomendados de la tabla son los más adecuados, el diseñador los podrá modificar para obtener mayor cobertura de frecuencia, disminuyendo sus valores pero perdiendo estabilidad de frecuencia, y viceversas se podrá aumenta la estabilidad de frecuencia y disminuir la cobertura aumentando los valores de los condensadores. La relación entre C3 y C4 deberá mantenerse lo que sea posible a C3= C4

Page 22: osciladores senoidales

2.- Calculo de valores de L y C correctos

Una vez fijados los datos: f1,f2,C2,C3,C4,CP,K se debe tener en cuenta que si nuestro oscilador es para frecuencias superiores a 5MHz debemos considerar las capacidades parasitas del transistor, para esto basta sumar la capacidad parasita puerta-drenador del transistor utilizado al condensador C3 y trabajar con la formula Cgs + C3 en vez de C3. Al igual que Cgs + C4 en vez de C4, debido a la capacidad parasita del transistor separador. Teniendo en cuenta que:

Una vez calculado el valor de C, solo falta restar al valor de C obtenido el valor de Cvmin, que es el valor del condensador variable cuando este tiene mínima capacidad y representa un condensador fijo de valor Cvmin.