Balanza electronica




UNIVERSIDAD TECNOLÓGICANACIONAL

FACULTAD REGIONAL PARANÁ

Electrónica Aplicada III
“Oscilador Colpitts”

Profesores:
Ing. Francisco Sala
Ing. Mariano Benetti
Ing. Oscar Rufiné

Alumnos:
Pablo Berta
Gonzalo Fallini






El circuito del oscilador Colpitts en base común se usa comúnmente como oscilador de RF. Ofrece las ventajas de operar aproximadamente arriba de ladel transistor (obtenida por la configuración en base común) y de evitar un inductor con derivación (como el que se usa en un oscilador Hartley).
La figura 1 nos muestra la configuración típica de un oscilador Colpitts:

Figura 1.Circuito oscilador Colpitts

Análisis del circuito
RL es la resistencia de carga, Cf es un capacitor de sintonía usado para ajustes de frecuencia (el cual puedeno ser incluido en el circuito), C1 y C2 determinan la razón de retroalimentación, Re estabiliza al circuito contra variaciones en la impedancia de entrada del transistor, RE, R1 y R2 se usan para hallar las condiciones de polarización (punto Q) y Lt es la inductancia del circuito tanque. Podemos observar que Lt está en paralelo con RL, Cf, Co (Co = Cbc, capacidad interna del transistor), y con lacombinación serie de C1 y C2. La bobina de RF en el conductor de emisor evita disipación de potencia de RF en RE. El capacitor CB manda a tierra a la base en la frecuencia de operación, y CC es un capacitor de acoplamiento de baja impedancia que evita corrientes continuas en la carga. La resistencia serie rc de la bobina Lt es importante para la operación del circuito y se le incluye unaresistencia paralelo equivalente (donde es el de la bobina) y representando la bobina como una Rp en paralelo con un inductor sin perdidas con inductancia igual a Lt. La resistencia Re debe hacerse lo suficientemente grande para eliminar la inductancia de entrada del transistor, esto reduce la dependencia de la frecuencia de operación respecto a los parámetros del transistor, a costa de alguna pérdidade potencia RF en Re.
Para facilitar el análisis se define


Y luego suponiendo que:
1. La reactancia de la bobina de RF es infinita.
2. Las reactancias de CB y CC son nulas.
Entonces, se obtiene el circuito equivalente de la figura 2, donde Is representa el pulso de ruido instantáneo que inicia la oscilación.


Figura 2. Modelo de circuito equivalente
En términos de losparámetros de admitancia gi = 1/Ri y gt = 1/Rt , y para la frecuencia compleja s, las ecuaciones nodales adoptan la forma:



En términos del determinante de la red y de su cofactor , el voltaje de salida es .
Con un pulso infinitesimal de ruido Is a la entrada, se tendrá un Vo de salida finito si , por lo que proporciona el criterio para el establecimiento de las oscilaciones. Así,



Donde:Y
Si se satisfacen las condiciones para oscilación, se tendrá un par de raíces complejas conjugadas en la mitad derecha del plano. Las condiciones limites para el establecimiento de las oscilaciones ocurrirán si las raíces se localizan sobre el eje , por lo que estas condiciones se determinan haciendo el reemplazo . Luego de esta sustitución, los términos de potencia quedaranseparados por los pares, que representan una cantidad real y los impares una cantidad imaginaria. Ambas deben ser nulas para que se cancele. Así,





La primera de estas dos ecuaciones tiene como incógnitas α y ω, mientras que la segunda solamente tiene ω como incógnita. La solución a ésta última da la frecuencia de oscilación . Este valor sustituido en la primera se usa para obtener el valormínimo de para que se inicien las oscilaciones.
Después de utilizar relaciones y sustituciones de valores tenemos:



El primer término de la ecuación anterior debe predominar, de manera que los cambios en la carga, en el punto Q del transistor y otros, no afectarán la frecuencia de oscilación fo. Observar que un Q elevado de la bobina y la carga mínima incrementarían a Rt y reducirían...