Aula Pré-Laboratório 01 – Osciladores de deslocamento de fase

Laboratório - Osciladores e Multivibradores

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA

CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM SISTEMAS ELETRÔNICOS Osciladores e Multivibradores

AULA PRE-LAB 01 OSCILADORES DE DESLOCAMENTO DE FASE

1 Introdução Esta aula de pré-laboratório tem por objetivo fazer com que o estudante tenha um primeiro

contato com o assunto que será estudado em aula de laboratório específico, realizando uma análise teórica simples e preparando o circuito de simulação.

Em síntese, objetiva-se: § Conhecer a função para cálculo da frequência de oscilação de osciladores de

deslocamento de fase; § Fazer uma análise cc simples dos circuitos apresentados; § Fazer um projeto simplificado para determinar os componentes dos circuitos

apresentados; § Preparar os arquivos de simulação dos circuitos apresentados.

2 Considerações Iniciais Para osciladores de deslocamento de fase, a frequência de oscilação é dada por:

fo =1

2π ⋅ 6 ⋅R ⋅C[Hz] .

Já o ganho da malha de realimentação é:

β = − 129

V /V( ) . Portanto, o ganho do amplificador deverá ser: α = 29 V /V( ) .

3 Osciladores de Deslocamento de Fase com Transistores Seja o circuito de um oscilador de deslocamento de fase mostrado na Figura 1, considere

seguir os seguintes procedimentos: a) Identifique as principais características do transistor 2N3904; b) Faça um cálculo simples do ponto de operação cc do circuito apresentado na Figura 1; c) Calcule a frequência de oscilação do circuito; d) Prepare o arquivo de simulação em software de sua escolha, já verificando se o circuito

funciona adequadamente. Se houverem dificuldades nesta etapa, as dúvidas serão esclarecidas na aula de laboratório correspondente.

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Prática 02 – Osciladores RC – Deslocamento de fase

V2V1Ve

Vs

R83.3k 22%

1 Hz

V10/10V

+

C4100uF

Q1BC557B C3

10nFC2

10nFC

10nF

R710k

R610k

R4330

R368

R2120k

R118k

A

B C D

Figura 1 - Oscilador de deslocamento de fase transistorizado.

4 Oscilador de Deslocamento de Fase com Amplificador Operacional Seja o circuito de um oscilador de deslocamento de fase mostrado na Figura 2, considere

seguir os seguintes procedimentos: a) Determine um conjunto de componentes (resistores e capacitores) com valores

comerciais para que este oscilador opere com uma frequência de 1 kHz; b) Escolha um amplificador operacional disponível no laboratório e estude suas principais

características; c) Prepare o arquivo de simulação em software de sua escolha, já verificando se o circuito

funciona adequadamente. Se houverem dificuldades nesta etapa, as dúvidas serão esclarecidas na aula de laboratório correspondente.

Federico Miyara Año 2004

B03.01 19

dor inversor. Obsérvese que se la ha dado una ganancia !30, apenas superior en valorabsoluto a la requerida (aunque por problemas de tolerancia puede convenir un valor unpoco mayor).

Figura 22. Tres versiones de oscilador por rotación de fase. (a) ConFET. (b) Con transistor bipolar. (c) Con amplificador operacional

Sería posible, en principio, usar una red pasabajos RC en lugar de la pasaaltos uti-lizada. Sin embargo, la distorsión es menor en la que se ha adoptado, ya que el punto demenor contenido armónico es su entrada (es decir, la salida del oscilador). En el caso dela red RC pasabajos, el menor contenido armónico se da a la salida de la red, es decir, ala entrada del amplificador, lo cual no es conveniente.

4.2. Oscilador con puente de Wien

El oscilador por rotación de fase estudiado es muy sencillo y funciona con facili-dad. Sin embargo, según veremos, su estabilidad en frecuencia es más bien pobre, ha-ciéndolo inviable para aplicaciones de precisión.

Se puede sustituir la red de rotación de fase por un circuito conocido como puentede Wien cuya aplicación más conocida es la medición de impedancias. En la figura 23se muestra un diagrama esquemático del oscilador resultante. En la figura 24 se haabierto el lazo para el análisis de las condiciones de oscilación.

(a)

R

C C C

R R

Vdd

Rc

Re Ce

vo

R

C C C

R R2

Vcc

R1 Rc

Re Ce

vo

(b)

+

!C C C

Rx

R

30 R

R vo

(c)

Figura 2 - Oscilador de deslocamento de fase com amplificador operacional.