Florianópolis, março de 2012.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Osciladores e Multivibradores
Teoria Geral de Osciladores!
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Osciladores e Multivibradores: Teoria Geral e Aplicações, Slides de Eletrônica
A teoria básica de osciladores e multivibradores, incluindo suas classificações, principais características, aplicações e exemplos de circuitos. O documento também inclui exercícios para prática.
Tipologia: Slides
2022
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Florianópolis, março de 2012.
Prof. Clóvis Antônio Petry. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Osciladores e Multivibradores Teoria Geral de Osciladores
Bibliografia para esta aula
www.florianopolis.ifsc.edu.br/petry
Algumas aplicações dos osciladores:
- Áudio e Vídeo:
- Geradores de formas de onda para teste de amplificadores;
- Geradores de sons;
- Sinais de referência para sintonia em receptores;
- Transmissão de sons, imagens, dados, etc.
- Instrumentação:
- Multímetros;
- Osciloscópios;
- Geradores de sinais diversos;
- Cronômetros.
- Circuitos digitais:
- Sinais de clock;
- Timmers;
- Lógica sequencial;
- Alarmes.
Osciladores - Aplicações
Osciladores - Classificação
Osciladores:
- Lineares = harmônicos = sintonizados:
- Circuitos osciladores que empregam transistores e/ou amplificadores operacionais, operando na região linear (de amplificação), gerando sinais senoidais puros.
- Não-lineares = não-harmônicos = de relaxação:
- Utilizam dispositivos biestáveis, com portas lógicas, interruptores, Schmitt triggers, flip-flops, carregando capacitores para gerar formas de ondas quadradas, triangulares, dente de serra, pulsadas, entre outras.
Osciladores – Principais características
Osciladores – Definição
O que é um oscilador:
- Oscilador é um circuito que gera um sinal em corrente alternada (ca) de saída sem a presença de qualquer sinal em sua entrada.
- Estrutura:
- São circuitos formados por transistores e/ou amplificadores operacionais de componentes passivos, com dois blocos principais: um amplificador e uma rede de realimentação.
- Exemplos:
- Osciladores por deslocamento de fase;
- Oscilador com Ponte de Wien;
- Oscilador de Colpitts;
- Oscilador em Duplo-T;
- Oscilador Clapp;
- Oscilador Hartley;
- Oscilador Armstrong;
- Osciladores controlados por cristal.
Funcionamento – Enfoque intuitivo
os xr = − xi (figura 2a). Entonces puede reemplazarse xr por – xi sin uncionamiento (figura 2b). Por lo tanto el circuito sigue oscilando sin
Figura 2. (a) El sistema realimentado con entrada no nula y
abierto. (b) Se elimina la entrada y al mismo tiempo se cierra e
La condición anterior se da si
xi
−
a β
x o
xr xi = 0
−
a β
(a) (b)
na frecuencia para la cual, al abrir el lazo e recuencia, resulta que a su salida obtendre- emplazarse xr por – xi sin que modifique el ircuito sigue oscilando sin entrada.
xi = 0 x o
−
a β Considere: α = 1 β = − 1 x o = x i x r = − x o = − x i Então: Assim: x i ⋅ α ⋅ β = − x i α ⋅ β = − 1
Critério de Barkhausen
Em oscilador, deve ser atendido o seguinte critério: α ⋅ β = − 1 θ = ± 360 o ⋅ n
Según habíamos visto, un sistema realimentado puede ser oscila
inestabilidad. Aprovecharemos esta particularidad, que en otro contex
desventajosa, y consideraremos primeramente una estructura como l
guiente.
Figura 1. Estructura básica de realimentación para lograr un osc
1.1. (^) Enfoque intuitivo
Supongamos que hemos encontrado una frecuencia para la cual
inyectar a la entrada una señal xi de dicha frecuencia, resulta que a s
mos xr = − xi (figura 2a). Entonces puede reemplazarse xr por – xi sin
xi
a
x o
Importante:
- Para que um sistema oscile, o sinal de sua saída deve ser realimentado para sua entrada com a mesma fase, ou seja, deve empregar realimentação positiva.
- O sistema irá oscilar, satisfazendo o critério de Barkhausen, em uma frequência específica, que será a frequência de oscilação do circuito.
Critério de Barkhausen
Se o ganho for maior que a unidade: α ⋅ β > 1 v o t v i Vsat − Vsat
Critério de Barkhausen
Se o ganho for menor que a unidade: α ⋅ β < 1
Enfoque por sistemas realimentados
Buscamos tener una salida senoidal pura, sin entrada. ne una respuesta libre senoidal. Entonces los polos debe Figura 3. (^) Posición de los polos en un oscila gura 3). En otras palabras, 1 + a⋅β tiene ceros imaginarios j ωo − j ωo
charemos esta particularidad, que en otro contexto se consideraba
deraremos primeramente una estructura como la de la figura si-
structura básica de realimentación para lograr un oscilador
e intuitivo
e hemos encontrado una frecuencia para la cual, al abrir el lazo e
na señal xi de dicha frecuencia, resulta que a su salida obtendre- a). Entonces puede reemplazarse xr por – xi sin que modifique el
xi
−
a
x o
EQ = 1 + α ⋅ β α (^) ( j ω o )⋅ β (^) ( j ω o ) = 180 o
α j ω
( (^) o )
⋅ β j ω
( (^) o )
Início (start) das oscilações
mente elevada para lograr una variación apreciable de resistencia. Puede solucionarse con un seguidor de emisor a la salida. Ambos circuitos se muestran en la figura 43. Figura 43. Dos versiones de control automático de ganancia por me- dio de resistores dependientes de la temperatura en un oscilador con puente de Wien. (a) Con una pequeña lámpara incandescente de fila-
− R 3 C 3 v o C 4 R 4 R 1 L Vcc
− R 3 C 3 v o C 4 R 4 R 1 R 2 Vcc (a) (b)
Simulação no Multisim
Oscilador de Colpitts: !
Simulação no Multisim
Oscilador de Colpitts: !