osciladores senoidales

OSCILADORES
El uso de realimentación positiva que da por resultado un
amplificador realimentado que tiene ganancia de lazo cerrado |Af|
mayor que 1, y que si satisface las condiciones de fase producirá una
operación como la de un circuito oscilador. Un circuito oscilador
proporciona entonces una señal de salida que varía constantemente. Si
la señal de salida varía en forma senoidal, elcircuito se denomina
oscilador senoidal. Si el voltaje de salida aumenta rápidamente a un
nivel de voltaje y después disminuye rápidamente a otro nivel de
voltaje, por lo general, el circuito se conoce como oscilador de pulsos o
de onda cuadrada.
Para comprender la manera en que funciona como oscilador un
circuito con realimentación considérese el circuito realimentado de la
figura 1. Cuando elinterruptor en la entrada de amplificador está
abierto, no ocurre la oscilación. Considérese que tenemos un voltaje
ficticio en la entrada de amplificador (Vi). Este produce un voltaje de
salida Vo = Avi después de la etapa del amplificador, así como un voltaje
Vf = β(Avi) después de la etapa de realimentación. En consecuencia,
tenemos un voltaje de realimentación Vf = βAvi, donde βA seconoce
como la ganancia del lazo. Si los circuitos del amplificador y la red de
realimentación proporcionan βA de una magnitud y fase correctas, Vf
puede hacerse igual a Vi. Por consiguiente, cuando el interruptor está
cerrado y el voltaje Vi ficticio se suprime, el circuito continuará operando
ya que el voltaje de realimentación es suficiente para excitar el
amplificador y los circuitos derealimentación producen un voltaje de
entrada apropiado para sostener la operación del lazo. La forma de onda
de salida seguirá existiendo después de que el interruptor se cierre si la
condición se cumple.
βA = 1

(1)

+
Vi

-

Α

+
V0 = Α V i

-

β

+
Vf = β (Α Vi )

-

+ Vf = βΑ Vi -

Figura 1. Circuito de realimentación utilizado como
oscilador.
Esta se conoce comocriterio de Barkhausen para la oscilación. En
realidad, no se requiere señal de entrada para activar el oscilador. Sólo
la condición βA = 1 debe cumplirse para que se produzcan oscilaciones
auto sostenidas. En la práctica βA se hace mayor que 1, y el sistema
empieza a oscilar amplificando el voltaje de ruido que siempre está
presente. Los factores de saturación en el circuito prácticoproporcionan
un valor “promedio” de βA de 1. Las formas de onda que se producen
nunca son exactamente senoidales. Sin embargo, cuanto más cercano
sea el valor de βA a 1 tanto más próxima a una sinusoide será la forma
de onda. La figura 2 muestra cómo la señal de ruido da.

Envolvente de estado estacionario
limitada por la saturación del circuito

Oscilaciones no senoidales debido
a que βΑ no esexactamente 1

Forma de onda no senoidal
debido a la saturación

Figura 2. Establecimiento de osciladores de estado
estacionario.

Otra manera de ver cómo el circuito de realimentación brinda una
operación como oscilador se obtiene observando el denominador en la
ecuación de realimentación básica, Af = A/ (1 + βA). Cuando βA = -1 o
de magnitud 1 a un ángulo de fase de 180º, eldenominador se vuelve 0
y la ganancia con realimentación, Af, se vuelve infinita. En esta forma,
una señal infinitesimal (voltaje de ruido) puede proporcionar un voltaje
de salida cuantificable, y el circuito actúa como oscilador incluso sin
señal de entrada.
El resto de este capítulo se dedica a diversos circuitos osciladores
que utilizan una variedad de componentes. Se incluyen lasconsideraciones prácticas, por lo que se analizan los circuitos factibles
en cada uno de los diferentes casos.
Un ejemplo de un circuito oscilador que sigue el desarrollo básico
de un circuito de realimentación es el oscilador de desplazamiento de
fase. En la figura 3 se muestra una versión idealizada de este circuito.
Recuérdese que los requerimientos para la oscilación se basan en que la
ganancia de...