osciladores y generadores de señal · puente de wien de corrimiento de fase colpitts hartley,...
TRANSCRIPT
1
Osciladores y Generadores de Señal
(1a parte)
Dr. José Ernesto Rayas Sánchez
Algunas de las figuras de esta presentación fueron tomadas de las páginas de internet de los autores de los textos:
A.S. Sedra and K.C. Smith, Microelectronic Circuits. New York, NY: Oxford University Press, 1998.
A.R. Hambley, Electronics: A Top-Down Approach to Computer-Aided Circuit Design. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 2000.
2Dr. J.E. Rayas Sánchez
Introducción
! Los circuitos osciladores y generadores de señal son ampliamente utilizados en sistemas de comunicación, instrumentación, computación, etc.
! Atributos de la señal generada en un oscilador:
Frecuencia
Amplitud
Forma de onda
Ciclo de trabajo
3Dr. J.E. Rayas Sánchez
Tipos de Osciladores
! Sintonizados: (senoidales)
Puente de Wien
De corrimiento de fase
Colpitts
Hartley, etc.
! De Relajación: (cuadradas, triangulares, etc.)
Multivibradores
Basados en compuertas lógicas
Basados en UJTs
Basados en Temporizadores, etc.
4Dr. J.E. Rayas Sánchez
Respuesta Transitoria vs Ubicación de Polos
5Dr. J.E. Rayas Sánchez
Principio de Oscilación Senoidal
)()(1)()(
ssAsA
XXsA
in
of β−
=≡
al eliminar Xin ... 1)()(si 00 <ωβω jjAXo decrece1)()(si 00 =ωβω jjA
Xo se mantiene 1)()(si 00 >ωβω jjAXo crece
6Dr. J.E. Rayas Sánchez
Criterio de Barkhausen
1)()( 00 =ωβω jjA
7Dr. J.E. Rayas Sánchez
Principio de Oscilación Senoidal (cont.)
1)()( 00 >ωβω jjA 1)()( 00 =ωβω jjA
8Dr. J.E. Rayas Sánchez
Principio de Oscilación Senoidal (cont.)
9Dr. J.E. Rayas Sánchez
Circuito Limitador de Amplitud
Si vO es pequeño, D1 y D2 están apagados, luego vO /vI = − RF / RI
)()(32
3
23
2
RRRV
RRRvv OA +
++
=
)()(54
4
54
5
RRRV
RRRvv OB +
−+
=
D2 se enciende cuando vB > Von2
+=++> LRRV
RRVv onO )1(
5
42
5
4
D1 se enciende cuando vA < −Von1
−=+−−< LRRV
RRVv onO )1(
2
31
2
3
10Dr. J.E. Rayas Sánchez
Circuito Limitador de Amplitud (cont.)
11Dr. J.E. Rayas Sánchez
Circuito Limitador de Amplitud → Comparador∞→FR
12
Osciladores Sintonizados o Senoidales
13Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Puente de Wien
R1
R2
RR C
C
vo
1
21RRA +=
sCRZs
1+=sRCR
sCRZ p +
==1
1||
sRCsRCZZ
Z
sp
p
13
1
++=
+=β
−+
+=
RCRCj
RRjA
ωω
ωβ 13
/1)( 12
Aβ = 1 cuando ω = 1/RC y R2 = 2R1
14Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Puente de Wien con Limitador
nF)16)(K10(21Ω
=πof
Hz7.994=of
15Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Puente de Wien con Limitador (2)
nF)16)(K10(21Ω
=πof
Hz7.994=of
16Dr. J.E. Rayas Sánchez
Ejercicios de Tarea
Estudiar ejemplo 12.1 del libro de texto
17Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Corrimiento de Fase
o
f
vv
=βR R R
C C Cvo vf
vx vy
R R R
C C C−K vo
sCRRv
v yf /1+=
sCZZv
vy
yxy /1+=)/1(|| sCRRZ y +=
sCZZvv
x
xox /1+=)/1(|| sCZRZ yx +=
sustituyendo hacia atrás...
32
3
)()(651)(
sRCsRCsRCsRC
vv
o
f
+++=
18Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Corrimiento de Fase (cont.)
o
f
vv
=βR R R
C C Cvo vf
vx vy
R R R
C C C−K vo
32
3
)()(651)(
sRCsRCsRCsRC
vv
o
f
+++==β
Se puede demostrar que
061cuando180 ωωβ ===∠RC
o
291|)(| 0 =ωβ jy que
29|| ≥Kpor lo tanto
19Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Corrimiento de Fase con JFET
R R R
C C C
RD
RS CS
CD
RL
VCC
vo
29>Lmrg
βZRRr LDL ||||=
RC61
0 =ω
Se puede demostrar que 0cuando83.2 ωωβ == RZ
20Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador de Corrimiento de Fase con OpAmp
Hacer ejercicios 12.5 y 12.6 del texto
21Dr. J.E. Rayas Sánchez
Oscilador tipo Cuadratura
sRCvv
X
O 11 −=
==
sCRvvv OO 122
12
22
)(1
sRCvv
X
O −=
RC1
0 =ω
22Dr. J.E. Rayas Sánchez
Ejercicios de Tarea
Resolver problemas 12.3, 12.5, 12.6, 12.9, 12.10, 12.12, 12.13 y 12.17 del libro de texto