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OSCILADOR PONTE DE WIEN
OBJETIVOS:
a) analisar o funcionamento de um oscilador ponte de Wien com amplificador operacional; b) calcular sua frequência de operação.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
O oscilador ponte de Wien é essencialmente um oscilador RC realimentado, cujo circuito básico com componente discreto é mostrado abaixo:
No entanto, as mesmas funções podem ser efetuadas por um amplificador operacional, cujo circuito é mostrado abaixo:
A realimentação negativa é proveniente do resistor R2, inserida no terminal inversor (-), enquanto que a realimentação positiva é inserida no terminal não inversor (+) através de RB e CB, sendo que esta última é que produz as oscilações.
O circuito oscila somente na frequência na qual a ponte está equilibrada, através das relações adequadas dos resistores R1, R2, CA em paralelo com RA e CB em série com RB.
Obedecidas as relações acima o circuito oscila entre 20Hz a 20kHz, produzindo uma onda senoidal de excelente qualidade. As relações podem ser facilmente dimensionadas, obedecendo-se para isto algumas regras práticas:
a) R2 = 2R
b) CA = CB
c) RA = RB = 2/3 R
d) CA e CB devem ter valores cuja Xc seja igual a RA ou RB na frequência de oscilação, que permite o equilíbrio da ponte.
A frequência de oscilação é dada por:
onde; f = frequência em hertz; R = resistência em ohms; C = capacitância em farads.
A figura abaixo ilustra o circuito equivalente de uma ponte de Wien e valores relativos a título de exemplo, obedecendo as relações práticas. Observe atentamente as letras A até C, as quais correspondem ao circuito oscilador implementado com circuito integrado, mostrado anteriormente.
A frequência de oscilação será:
f = 1 / (6,28 x 100 x 1.10-6^ ) = 1,592kHz
Nesta frequência devemos observar:
a) Xc de CA ou CB é igual a resistência de RA ou RB;
b) a impedância entre os pontos B e C equivale a duas vezes a impedância entre os pontos A e C (esta relação é aproximadamente 1,4 / 0,707); que em última análise obedece a relação prática: R2 = 2R1. . A frequência de oscilação geralmente é variada através das modificações dos capacitores CA e CB (simultaneamente), no entanto, isto poderá ser feito através de RA e RB.
b) fornece onda quadrada; c) fornece onda complexa; d) fornece onda triangular.
2 - Um oscilador ponte de Wien oscila em virtude de: a) realimentação negativa; b) realimentação positiva c) não necessita de realimentação para oscilar; d) realimentação positiva na entrada inversora.
3 - No oscilador com amplificador operacional visto nesta experiência, quais são os componentes responsáveis pela realimentação:
a) positiva?
b) negativa?
4 - Qual é o requisito essencial para que um oscilador ponte de Wien oscile?
