Tecnologia
Páginas: 71 (17552 palabras)
Publicado: 6 de julio de 2010
GENERACIÓN DE SEÑALES
Para que ocurran las oscilaciones autosuficientes, un circuito debe cumplir los cuatro requisitos básicos para las oscilaciones indicados anteriormente, cumplir con el criterio de la ecuación 2-1, y encajar en el modelo básico para el circuito de retroalimentación mostrado en la figura 2-1. Aunque la acción del oscilador puede realizarse de muchas formas distintas, lasconfiguraciones más comunes utilizan redes desplazadoras de fase RC, circuitos tanque LC, cristales de cuarzo, o chips de circuito integrado. El tipo de oscilador utilizado para una aplicación en particular depende de los siguientes criterios:
1. Frecuencia de operación deseada
2. Estabilidad de frecuencia requerida
3. Operación de frecuencia variable o fija
4. Requisitos de distorsión olimitaciones
5. Potencia de salida deseada
6. Tamaño físico
7. Aplicación (esto es, digital o analógico)
8. Costo
9. Confiabilidad y durabilidad
10. Exactitud deseada
Oscilador puente de Wien
El oscilador de puente de Wien es un oscilador desplazador de fase RC que utiliza retroalimentación positiva y negativa. Es un circuito oscilador relativamente estable y de baja frecuencia que sesintoniza fácilmente y que se suele utilizar en los generadores de señales para producir frecuencias entre 5 Hz y 1 MHz. El oscilador puente de Wien es el circuito que utilizó Hewlett y Packard en su diseño original para los generadores de señales.
La figura 2-2a muestra una red sencilla adelantada – atrasada. En la frecuencia de oscilación (ƒo), R =XC y la señal experimentan un desplazamientoen fase de 45° a través de Z1 y un desplazamiento en fase de +45° a través de Z2. En consecuencia, en ƒo, el desplazamiento en fase, total a través de la red adelantada - atrasada es exactamente 0o. En frecuencias inferiores a la frecuencia de oscilación, el desplazamiento en fase a través de la red adelantada y para frecuencias superiores al desplazamiento en fase se atrasa. En frecuenciasextremadamente bajas, C1 se ve como un circuito abierto y no hay salida. En frecuencias extremadamente altas, C2 se ve como un corto circuito y no hay salida.
Una red adelantada – atrasada es un divisor de voltaje reactivo, en donde el voltaje de entrada se divide entre Z1 (la combinación de series de R1 y C1) y Z2 (la combinación paralela de R2 y C2). Por lo tanto, la red adelantada-atrasadaselecciona frecuencias y el voltaje de salida es máximo en ƒ0. La función de transferencia para la red de retroalitación (B) es igual a Z2(Z, + Z2) y es máximo e igual a 1/3 en ƒo.
[pic]
Figura 2-2 Red adelantada-atrasada: (a) configuración del circuito; (b) curva de transferencia de entrada contra salida (B).
La figura 2-2b muestra una gráfica de B contra frecuencia donde R1 = R2 y C1 = C2. Porlo tanto, ƒ o se determina de la siguiente expresión:
[pic]
En donde R = R1 = R2
C = C1 = C2
La figura 2-3 muestra un oscilador puente de Wien. La red adelantada – atrasada divisor del voltaje resistor constituyen un puente de Wien (de ahí el nombre de oscilador puente de Wien). Cuando el puente está balanceado, la diferencia de voltaje es igual a cero. El divisor de voltaje proporcionaretroalimentación negativa o degenerativa, que desplaza la retroalimentación positiva o regenerativa de la red adelantada – atrasada. La relación de los resistores en el divisor de voltaje es 2:1, que establece la ganancia de voltaje no inversora del amplificador A1 a Rf/R1 +1=3. Por lo tanto, en ƒO, la señal en la salida de A1 se reduce por un factor de 3 conforme pasa por una red adelantada –atrasada (β = 1/3) y luego amplificado por 3 en el amplificador A1. Así, en ƒO la ganancia de voltaje del lazo es igual a Aol β o 3 X 1/3 = 1.
Para compensar la falta de balanceamiento en el puente y las variaciones en los valores de los componentes debido al calor, se agrega al circuito un control automático de ganancia (CAG). Una forma sencilla de proporcionar ganancia automática es reemplazar...
Para que ocurran las oscilaciones autosuficientes, un circuito debe cumplir los cuatro requisitos básicos para las oscilaciones indicados anteriormente, cumplir con el criterio de la ecuación 2-1, y encajar en el modelo básico para el circuito de retroalimentación mostrado en la figura 2-1. Aunque la acción del oscilador puede realizarse de muchas formas distintas, lasconfiguraciones más comunes utilizan redes desplazadoras de fase RC, circuitos tanque LC, cristales de cuarzo, o chips de circuito integrado. El tipo de oscilador utilizado para una aplicación en particular depende de los siguientes criterios:
1. Frecuencia de operación deseada
2. Estabilidad de frecuencia requerida
3. Operación de frecuencia variable o fija
4. Requisitos de distorsión olimitaciones
5. Potencia de salida deseada
6. Tamaño físico
7. Aplicación (esto es, digital o analógico)
8. Costo
9. Confiabilidad y durabilidad
10. Exactitud deseada
Oscilador puente de Wien
El oscilador de puente de Wien es un oscilador desplazador de fase RC que utiliza retroalimentación positiva y negativa. Es un circuito oscilador relativamente estable y de baja frecuencia que sesintoniza fácilmente y que se suele utilizar en los generadores de señales para producir frecuencias entre 5 Hz y 1 MHz. El oscilador puente de Wien es el circuito que utilizó Hewlett y Packard en su diseño original para los generadores de señales.
La figura 2-2a muestra una red sencilla adelantada – atrasada. En la frecuencia de oscilación (ƒo), R =XC y la señal experimentan un desplazamientoen fase de 45° a través de Z1 y un desplazamiento en fase de +45° a través de Z2. En consecuencia, en ƒo, el desplazamiento en fase, total a través de la red adelantada - atrasada es exactamente 0o. En frecuencias inferiores a la frecuencia de oscilación, el desplazamiento en fase a través de la red adelantada y para frecuencias superiores al desplazamiento en fase se atrasa. En frecuenciasextremadamente bajas, C1 se ve como un circuito abierto y no hay salida. En frecuencias extremadamente altas, C2 se ve como un corto circuito y no hay salida.
Una red adelantada – atrasada es un divisor de voltaje reactivo, en donde el voltaje de entrada se divide entre Z1 (la combinación de series de R1 y C1) y Z2 (la combinación paralela de R2 y C2). Por lo tanto, la red adelantada-atrasadaselecciona frecuencias y el voltaje de salida es máximo en ƒ0. La función de transferencia para la red de retroalitación (B) es igual a Z2(Z, + Z2) y es máximo e igual a 1/3 en ƒo.
[pic]
Figura 2-2 Red adelantada-atrasada: (a) configuración del circuito; (b) curva de transferencia de entrada contra salida (B).
La figura 2-2b muestra una gráfica de B contra frecuencia donde R1 = R2 y C1 = C2. Porlo tanto, ƒ o se determina de la siguiente expresión:
[pic]
En donde R = R1 = R2
C = C1 = C2
La figura 2-3 muestra un oscilador puente de Wien. La red adelantada – atrasada divisor del voltaje resistor constituyen un puente de Wien (de ahí el nombre de oscilador puente de Wien). Cuando el puente está balanceado, la diferencia de voltaje es igual a cero. El divisor de voltaje proporcionaretroalimentación negativa o degenerativa, que desplaza la retroalimentación positiva o regenerativa de la red adelantada – atrasada. La relación de los resistores en el divisor de voltaje es 2:1, que establece la ganancia de voltaje no inversora del amplificador A1 a Rf/R1 +1=3. Por lo tanto, en ƒO, la señal en la salida de A1 se reduce por un factor de 3 conforme pasa por una red adelantada –atrasada (β = 1/3) y luego amplificado por 3 en el amplificador A1. Así, en ƒO la ganancia de voltaje del lazo es igual a Aol β o 3 X 1/3 = 1.
Para compensar la falta de balanceamiento en el puente y las variaciones en los valores de los componentes debido al calor, se agrega al circuito un control automático de ganancia (CAG). Una forma sencilla de proporcionar ganancia automática es reemplazar...
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