Generator de Semnal Sinusoidal pentru Domeniu de Audio-Frecventa

I. Date generale

Tema proiectului

Proiectarea unui generator de semnal sinusoidal pentru domeniul de audiofrecventa.

Parametrii oscilatorului:

Domeniul frecventelor de oscilatie: Fmin = 30 Hz ; Fmax =28 KHz

Tensiunea de alimentare V- = -10V ; V + = +10V

Tensiunea de iesire: Vomin = 3 mV ; Vomax = 4V

Impedanda de sarcina se considera pur rezistiva si are valoarea RL = 50 Ω

Schema bloc

Figura 1: Schema bloc

Circuitele electronice care, în anumite conditii specifice, generează semnale se numesc generatoare de semnal.

Generatoare de semnal, trebuie sa îndeplinească anumite condiţii privind principalii săi parametri şi anume:

-forma semnalului generat;

-domeniul de frecvenţă in care lucrează;

-stabilitatea frecvenţei semnalului de ieşire;

-mărimea si stabilitatea amplitudinii semnalului de ieşire;

-coeficientul de distorsiuni neliniare impuse

II. Retele de reactie

- Se va realiza o prezentare si o comparatie intre reteaua Wien si alte tipuri de retele de

reactie ridicandu-se caracteristica functie de transfer in urma rezolvarii analitice. Se va adapta pentru oscilator una dintre aceste retele.

II.1 Reacţia pozitivă

Oscilatorul este format din Amplificatorul Operaţional cu reacţie negativă si un circuit de reacţie pozitivă, în funcţie de care sunt amplificate semnalele cu anumite frecvenţe, iar altele sunt atenuate.

Există mai multe tipuri de circuite folosite în reacţia pozitivă, dintre aceste vom aminti doar 3, din care vom alege una pentru realizarea proiectului. Aceste circuite lasă sa treacă semnale cu frecvenţa numai într-o anumită bandă de frecvenţă, de aceea se mai numesc şi filtre trece bandă, şi nu introduc nici o defazare semnalului.

Pentru aceste circuite de o importanţă deosebită sunt expresiile funcţiei de transfer β(ω) şi frecvenţa de lucru. Şi defazarea este importantă, insă aşa cum am precizat defazarea în cazul acestor circuite este nulă, fiind folosite pe intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional, care deci nu introduce nici el defazare. Există şi circuite formate din celule care au rol de filtru trece jos sau trece sus – lasă sa treacă semnalele cu frecvenţa mai mică, respectiv mai mare decât frecvenţa de lucru –, care introduc o defazare de 180° şi care se conectează pe intrarea inversoare a amplificatorului, astfel încât cu defazarea suplimentară de 180° introdusă de amplificator, la ieşire semnalul să fie în fază cu semnalul de la intrare.

Funcţia de transfer este definită ca raportul dintre tensiunea de la ieşirea şi tensiunea de la intrarea circuitului , în timp ce frecvenţa de lucru este definită, în cazul filtrelor trece bandă, drept frecvenţa la care funcţia de transfer are un maxim global.

a) Reteaua Wien

Reteaua Wien este cel mai folosit circuit de reactie pozitiva din oscilatoarele RC.

Comportarea in frecventa a circuitului poate fi intuita tinand cont ca la frecvente joase condensatorul C1 reprezinta o intrerupere, iar la frecvente inalte C2 scurcircuiteaza la masa semnalul de la iesire. Astfel la frecvente extreme circitul are caracteristica de transfer nula in sensul ca la aceste frecvente circuitul nu lasa sa treaca nimic.