Osciladores con aop

OSCILADORES Y GENERADORES DE SEÑAL CON
AMPLIFICADORES OPERACIONALES

En un amplificador con realimentación, la señal de realimentación sirve como entrada para el oscilador. Si la ganancia y el ángulo de fase son los adecuados, aparecerá una señal a la salida sin necesidad de que se aplique ninguna señal de entrada.
El oscilador es un amplificador modificado con realimentación positiva paraque sea él mismo quien suministre su señal de entrada. El oscilador transforma una señal de C.C. en una de A.C.

Figura 1: Esquema de un oscilador básico
En el caso de la figura 1 el voltaje de salida es Vsal = A(Vent y la señal de realimentación es Vf = A(((Vent, si el ángulo de fase es cero. Cuando la señal de realimentación Vf está en fase con Vent, se cierra el interruptor XY y sedesconecta la señal de entrada Vent, puede suceder lo siguiente:
Si el producto A(( es menor que 1, la señal se irá atenuando hasta desaparecer. Si el producto A(( es mayor que 1, la señal se va haciendo más grande hasta saturarse. Si el producto A(( es igual a 1 (Criterio de Barkhausen) la señal de salida será una onda senoidal estacionaria. La representación gráfica se puede observar en la figura 2.[pic]
Figura 2: Salida de un oscilador para diversos valores de la ganancia A((
La señal de C.A. del oscilador a frecuencias muy grandes produce ruido el cual, inicialmente distorsiona la señal de salida, pero luego desaparece y la salida se estabiliza con amplitud constante. A continuación se muestran cuatro circuitos osciladores (de Desplazamiento de fase, Colpitts, de Cristal y Puente deWien) de los cuales se estudiarán con más detalle el primero y el último.

Oscilador de Desplazamiento:
• [pic]
• Desplazamiento de fase = 180(
• ( = 1/29 A>29
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Figura 3: Oscilador de desplazamiento de fase
Oscilador de Colpitts:
Sus parámetros de diseño son los siguientes:
• Con R1 y R2 se ajusta la ganancia
• [pic]
• [pic]

[pic]
Figura 4: Oscilador Colpitts

Osciladorde Cristal:
• Circuito resonante en serie
• f0 = Frecuencia del Cristal

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Figura 5: Oscilador de Cristal
Oscilador de Puente de Wien:
• [pic]
• Se debe cumplir que [pic]
• Si R1 = R2 y C1 = C2 ( R3/R4 = 2
• Una relación R3/R4 > 2 proporciona suficiente ganancia para que el circuito oscile.

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Figura 6: Oscilador de desplazamiento de fase
GENERACION DE ONDASTRIANGULARES:
Conectando en cascada un disparador de Schmitt no inversor (el cual produce una onda rectangular) a un integrador, se obtiene a la salida una señal triangular, la cual a su vez, es utilizada como señal de realimentación para excitar el disparador de Schmitt. Así pues se tiene un circuito donde la primera etapa excita a la segunda y la segunda a la primera.
La figura 7b muestra lacaracterística de transferencia del disparador Schmitt. Cuando la salida es baja la entrada debe incrementarse al valor de PDS (Punto de disparo superior) para conmutar la salida al nivel alto. Así mismo, Cuando la salida es alta la entrada debe disminuir al valor de PDI (Punto de disparo inferior) para conmutar la salida al nivel bajo.
La onda triangular del integrador es adecuada para excitar aldisparador Schmitt. Cuando la salida del disparador es baja el integrador produce una rampa positiva, la cual se incrementa hasta alcanzar el valor de PDS. En este punto la salida del disparador Schmitt conmuta al estado alto y fuerza la onda triangular a invertir su dirección. La rampa negativa ahora decrece hasta que alcanza el valor de PDI donde tiene lugar otro cambio en la salida del Schmitt(Ver figura 7a).
Así pues, al energizar el circuito, la salida del disparador Schmitt debe ser alta o baja. Si es baja el integrador produce una rampa de subida; si la salida es alta el integrador produce una rampa descendente. De cualquier forma se da inicio a una forma de onda triangular y la realimentación la mantendrá funcionando.
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Figura 7: Generador de onda triangular (a)...