Osciladores

PRÁCTICA 3
INFORME DE PRÁCTICA
OSCILADORES

ANDRES BETANCUR CAÑOLA
CC.1045020561
FERLEY VALLEJO CASTRO
CC.70757061

Profesor
Ingeniero
REINEL CASTRILLON

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE ORIENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
CIRCUITOS II
PROGRAMA INGENIERIA ELECTRÓNICA
RIONEGRO ANTIOQUIA
2011
INTRODUCCIÓN

El fundamento de esta práctica es principalmente demostrar los criterios de Barkhouse;que aplican para los osciladores, donde se habla de una ganancia mayor que la unidad, como también que el desplazamiento de fase debe ser cero.
La práctica consiste en desarrollar diversos osciladores utilizando amplificadores operacionales, desarrollándolos matemáticamente, virtualmente como también su implementación física.
El procedimiento consiste en diseñar circuitos que simulen lasfrecuencias de las notas musicales.


TABLA DE CONTENIDO

Pág.
Objetivos………………………………………………………….4

Planteamiento del problema...…………….……………….....5

Desarrollo del problema………............................................8

Conclusiones…………………………………………………...29

Bibliografía………………………………………………………30

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES
Poner en práctica lo aprendido en clase,utilizando herramientas para el análisis de los circuitos.
Afianzar conceptos claves de la materia.
Aprender a soldar, medir y simular circuitos osciladores.

OBJETIVOS ESPECIFICOS
Adquirir la capacidad de diseñar circuitos que requieran la utilización de los circuitos osciladores.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El circuito de la figura 1, es un oscilador de puente de Wien. Demostrar que larelación entre el voltaje V2 y VO está dada por:

V2V0=ωR2C1ω(R2C1+R1C1+R2C2)+ j(ω2R1C1R2C2-1)
Para la realimentación positiva y
V2V0=RgRg+Rf
Para la realimentación negativa

Figura 1. Puente de Wein

Los criterios para que un oscilador sostenga su oscilación, se denominan criterios de Barkhausen. Son:
* La ganancia del oscilador debe ser mayor a 1.
* El desplazamiento de la fase(entre la entrada y la salida debe ser 0)
En el circuito anterior explicar porque para cumplir la segunda condición de Barkhousen se debe cumplir que ω2R1C1R2C2-1=0 y por tanto
ω=1R1C1R2C2
Si R1=R2=R y C1=C2=C demostrar que,
V2V0=13
Es decir que el voltaje en la salida debe ser tres veces mayor que en el nodo 2.
Demostrar que para cumplir el primer criterio de Barkhousen (que la ganancia debeser por lo menos 1) se debe cumplir que
Rf=2Rg
Con base a la discusión anterior, diseñar un piano análogo construido en base a amplificadores operacionales. Las frecuencias están dadas por:

Cada estudiante construirá el piano para una octava (solo las menores) diferente, y realizara la simulación en multisim de las notas correspondientes. Las simulaciones deben mostrar que la frecuencia deloscilador corresponde a la diseñada para todas las notas.

Simular el circuito oscilador de la figura 2 en Multisim para por lo menos una de las notas diseñadas, implementar en una tarjeta universal y capturar la señal de salida con las herramientas del laboratorio.

DESARROLLO DEL PROBLEMA

De los criterios de Barkhausen tenemos:

* La ganancia del oscilador debe ser unitario o mayor.* El desplazamiento de fase debe ser cero.

Definiendo las impedancias RC en serie y en paralelo como Zs y Zp, tenemos entonces:

Zs= R1+ 1jwC1

Zs= R1- jwC1

Zp= R2 // jwC2

Zp= R2jwC2R2+ 1jwC2

Zp= R21+jwR2C2

V2= ZpZp+ZsVo

V2Vo= ZpZp+Zs

V2Vo= R21+jwR2C2R21+jwR2C2+R1- jwC1

V2Vo= R21+jwR2C2wR1C1(1+jwR2C2-j1+jwR2C2+wR2C1wC1(1+jwR2C2)

V2Vo=R2C1wwR1C1+wR2C2+wR2C1+j(w2R1R2C1C2-1)

Para satisfacer el segundo criterio de Barkhausen, V2 debe estar en fase con Vo, lo que implica que la anterior ecuación debe ser puramente resistiva, entonces la parte imaginaria se hace cero.

w2R1R2C1C2-1=0

w=1R1R2C1C2

Igualamos R1 = R2 = R y C1 = C2 = C

w=1RC

w=2πf

f= w2π

f= 1 RC 2π

f= 12πRC

De la ecuación (1), y teniendo en cuenta que la parte...