1

OSCILADORES SENOIDALES

Osciladores de Baja frecuencia

•Osciladores de Rotación de Fase•Osciladores Puente de Wien

Osciladores de Alta frecuencia

•Oscilador Colpitts•Oscilador Clapp•Oscilador Hartley•Oscilador Pierce

OSCILADORES

1

2

Osciladores

2

Un oscilador es un circuito que produce una

oscilación propia de frecuencia, forma de onda y

amplitud determinadas.

Osciladores Tensión de Arranque

Criterio de Barkhausen

1) El producto A* = 1.

2) El desfase producido por la malla de realimentación y el circuito activo debe ser 0º ó múltiplo de 2π.

3

•Zin Adecuada.

•Zout Baja.

•Ganancia Adecuada.

•Ganancia del Amplificador en lo posibleindependiente de los parámetros internos de loselementos activos, que pueden varían con la Tº.

Criterio de

Barkhausen

1 2

Características:

3

Oscilador por Rotación de Fase

4

Rotación de Fase

1 2C C C

R R R

Amp. con desfasede 180º

Z

malla desfasa 180º

Tarea:

Simular en Proteus

o Multisim

5

VOR R R

C C C

Vi

Vi VO

C

R

TAREA:

Análisis de las mallas RC Demostrar que para una malla RC

sin carga la relación:

2

1

i

O

V

V considerando que cada

malla debiera atenuar

1/2, por lo que el amp.

debiera amplificar -8(-)

Demostrar que para una malla RC

con carga la relación

29

1

i

O

V

V

considerando que la

malla atenúa -29 (-) y

desfasa 180°, por lo que

el amplificador debiera

amplificar -29(-)

4

Análisis de una Malla RC

6

C

Vi V0R jwRC

i

R

RVV

10

*

jwRC

jwRC

V

V

i

1

0

2)(1)( )1(

wRC

wRCwH

wRCtg 1º90H(w) )2(

Análisis Malla RC

Tarea:

Simular en Proteus o Multisim

Oscilador por Rotación de Fase

7

C C C

R R

Vcc

RE

RC C

R1

R2

V0

CE

R*

R* :Se puede reemplazar por R1 //R2

Ganancia Fija. Ganancia Variable.

C C C

R R

Vcc

RC C

R1

R2

V0

RE

CE

R*

R* :Se puede reemplazar por R1 //R2

Rotación de Fase

FET

Rotación de Fase

Transistor

5

Con Amplificador Operacional

8

R2

V0

AV

C C C

R2 R3 R1

+V

-V

Rf

R

R

RA F

V

Rotación de Fase

con AO

Tarea:

Simular en Proteus

o Multisim

Oscilador Puente de Wien

9

C

R

Z

Amp. con desfasede 0º

desfase de 0º

C

R

Oscilador

Puente de Wien 1

Tarea:

Simular en Proteus

6

Oscilador Puente de Wien

10

R2

R1

V2

R3

R4

V3

V4

C1

C2

V1

0º

retraso

de fase90º

-90ºadelanto

de fase

V2/V1

f0

Oscilador Puente de Wien

2

Ecuación Clásica

Oscilador Puente de Wien

11

C1

V0

+V

-V

+V

-V

C1

V0

C2

R3

R4

R2 R1

R 3

R1

R4C2R2

Tarea: Demostrar que con

Atenuación 1/3

Oscilador de baja frecuencia.

RCf

2

10

31 4

3 R

R

VA

RRR 21

43 2RR

CCC 21

7

Problemas Resueltos

• Problemas con Osciladores de Rotación de Fase

• Problemas con Osciladores Puente de Wien

12

Tanque Resonante

13

L

C1

C2

L

C2

C1

C3

Colpitts Clapp

8

Tanque Resonante

14

L1

L2

C

Hartley Pierce

Cristal

CM

C

L

R

Circuito serie RLC

equivalente eléctrico

de un Cristal. (Xtal)

Oscilador Colpitts

15

VCC

CHRF

CC2

RE1

RE2

C1 L

C2

CC1

+ VCC/2

-

R1

R2 RL

Oscilador

Colpitts con

FET, BJT y AO

Ecuación

de Diseño

CC2 : Impide que IDC ingrese a la base y cambie el punto de operación.

C1: Está en paralelo con RL.

C2: Está en paralelo con R1||R2.

Tarea:

Simular en Proteus o

Simulin

9

Oscilador Clapp

16

VCC

RE1

RE2

R1

R2

CHRF

CC2

L

C1

C2

+ VCC/2

-

CC1

RL C3

213 C y C C

3

02

1

LCf

Oscilador Hartley

17

CC2

R

VDD

RE CE

CC1

CHRF

CT

C RL

L1

L2

CLf

T2

10 21 LLLT

Oscilador

Hartley con

FET y BJT

10

Oscilador Hartley

R1 y R2 = Polarización del

transistor.

RE1 = Mejora Impedanciade entrada

C = Para proteger la fuente.

RS = Pérdida del Trafo.

CC = Bloquea DC y lleva V derealimentación a la base delAmplificador.

CT = Sintonía – Tunner.

M = Inductancia Mutua (pequeña)Cuando dos bobinas se encuentran una cerca de laotra y hay corriente en una de ellas, el flujo de laprimera enlaza a la segunda. si cambia la corrientede la primera bobina, se inducirá un voltaje en lasegunda

18

CT

RS

VCC

RE1

RE2CE

C

L1

L2

RL

R2

CC

CHRF

R1

CLf

T2

10

MLLLT 221

Alimentación en Serie

Colpitts con AO

19

+V

-V

C2 C1

R

L

RLRL

C

C

+V

-V C1

V0

C3

C2

L

R

Clapp con AO

11

Problemas Resueltos

• Problemas con Osciladores Colpitts

• Problemas con Osciladores Clapp

• Problemas con Osciladores Hartley

20

Anexos: Osciladores LC

Tanque Resonante

21Pierce

Cristal

CM

C

L

R

Circuito serie RLC equivalente

eléctrico de un Cristal.

• Malla Resonante RLC.

• CM: Capacidad de Montaje

(despreciable).

• C es el que da la frecuencia.

• L es mayor que 1 Hy.

• Efecto Piezoeléctrico.

•Al aplicar tensión el cristal se

deforma y al deformarse genera un

potencial.

12

22

Cristal de Cuarzo

Cristal de Cuarzo

23

• Símbolo: Cristal = Xtal

• Circuito Equivalente:

Encapsulado Metálico,

No tiene polaridad.

Cristal

CM

C

L

R

Cristal de Cuarzo

13

24

Cristal de Cuarzo

Encapsulado Metálico

No tiene polaridad.

• Símbolo: Cristal = Xtal

• Circuito Equivalente:

Cristal

C

L

RCM

Oscilador con Xtal

25

Tarea

Osciladores de Cristal

1 2

1. Diseñar el oscilador de la figura

2. Papel que cumple R1 y D1

14

26

Oscilador con Xtal

Colpitts de Cristal

27

• C1 en paralelo con la Salida

• C2 en paralelo con la Entrada

• C1 y C2 del orden de los nF

Vcc

CHRF

Xtal

C1

C2

CC

R1

R2

RC

RE CE

Aquí se produce

la Resonancia

15

Otros Osciladores con Cristal

28

-V

+V

Xtal V0

10K

10MVDD

C1

CC

RD

C2

RG

Xtal

Problema Resuelto

29

Problema con Oscilador Pierce

16

30

Vinculaciones de apoyo

Electrónica

Allan Hambley

Dispositivos Electrónicos

Thomas Floyd

Principios de Electrónica

Malvino

Teoría de circuitos

R. L. Boylestad