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Electrónica III

Preguntas frecuentes sobre Osciladores



P1: ¿Qué diferencia hay entre un oscilador senoidal y un simple amplificador inestable?

R: En el amplificador inestable la frecuencia de oscilación depende fuertemente de elementos tales como capacidades parásitas o inductancias de los conductores, los cuales no son fácilmente controlables. Por ejemplo, las capacidades parásitaspueden depender del punto de trabajo o de la temperatura. En un oscilador, en cambio, se acumula la mayor parte de la variación de fase de la cual depende la oscilación en los elementos pasivos de la realimentación, que son mucho más controlables

P2: ¿Existen otros tipos de osciladores senoidales que no se basen en la inestabilidad?

R: Todos los osciladores se basan directa oindirectamente en alguna inestabilidad. Existen al menos dos tecnologías diferentes de la desarrollada en la asignatura. La primera es la que utiliza el integrado ICL8038. Éste genera una forma de onda triangular y luego la convierte en senoidal mediante una red de transistores que proporcionan una adecuada transferencia no lineal. La otra tecnología es la de Síntesis Digital Directa (DDS), que genera laseñal senoidal a partir de una forma de onda digitalizada y almacenada en una memoria. La misma es leída secuencialmente y los números sucesivos son convertidos en valores de tensión mediante un conversor digital-analógico. En este caso existe un oscilador de alta frecuencia (generalmente a cristal) que provee la base de tiempo para extraer los valores de la memoria. Este oscilador se basa en lainestabilidad de una cadena de realimentación donde interviene el cristal.

P3: ¿Se puede lograr un oscilador cuya frecuencia varíe con una señal de entrada?

R: Sí, es un modulador de frecuencia. Se logra en general mediante un capacitor variable controlado por tensión o varicap (básicamente, un diodo polarizado inversamente). Al variar su polarización varía la capacidad. Si ésta forma partede la definición de la frecuencia de oscilación, tendremos un modulador de frecuencia.

P4: ¿Es sencillo lograr una modulación de amplitud en un oscilador o necesariamente se requiere un multiplicador analógico?

R: Se puede lograr haciendo que la señal moduladora modifique el punto de trabajo de la señal de salida, con lo cual variará la tensión entre el punto de trabajo y la saturación(o corte). Esto a su vez ocasionará una variación de amplitud.

P5: ¿Cómo se puede mejorar la pureza armónica de la señal generada pos un oscilador?

R: En general cualquier oscilador distorsiona. Dependiendo del tipo de oscilador se puede minimizar esa distorsión de cuatro formas:
a) Mediante un ajuste cuidadoso de la ganancia de lazo de manera que los polos resultantes se encuentren muycerca del eje imaginario, con lo cual el crecimiento exponencial será lento y poco notorio entre ciclos sucesivos. Esto hace que la saturación se produzca muy cerca del pico, causando poca distorsión.
b) Logrando que la primera saturación sea en corriente de salida (slew-rate), con lo cual el límite lineal no estará en la amplitud de la señal sino en su derivada. Esta limitación actuará en lazona donde la onda se parece más a una rampa, por lo que la distorsión será poco notoria. Otra forma de verlo es que si la distorsión es en la derivada, la señal, será la integral de su derivada, por lo tanto los armónicos generados en ésta se atenuarán hacia las altas frecuencias ante la presencia del factor 1/.
c) Mediante un control automático de ganancia que logre que sin salir de la zonalineal la ganancia baje al acercarse a la amplitud deseada de modo de alcanzar el punto crítico.
d) Mediante algún tipo de filtro, ya sea pasabanda o pasabajos que lleve la distorsión de la salida a la entrada del amplificador, con lo cual la señal más pura estará a la salida. Ejemplos son el oscilador sintonizado por colector y el oscilador de rotación de fase (ver pregunta 6).

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