Oscilatoare Sinusoidale

Argument

Aceste generatoare sinusoidale formează o clasă largă de aparate, datorită proprietăţilor remarcabile pe care le are semnalul sinusoidal în tratarea circuitelor electronice în regim variabil.

Multe firme producătoare de aparataj electronic întrebuinţează denumiri cu caracter general ca: oscilator pentru aparatele la care se cunoaşte precis frecvenţa semnalului generat; generator sau test-oscilator pentru aparatele care au în plus un voltmetru pentru măsurarea tensiunii de ieşire şi un atenuator calibrat; generatoare de semnal pentru aparatele la care semnalul produs poate fi modulat; versa-tester pentru aparatele care generează semnale de formă sinusoidală sau/şi dreptunghiulară, au posibilitatea măsurării şi indicării frecvenţei şi amplitudinii semnalului şi pot măsura şi semnale externe. În ceea ce ne priveşte, vom folosi termenul de oscilator numai pentru etajul care generează efectiv semnalul de tensiune şi generator pentru întreg aparatul. Generatoarele care produc semnale sinusoidale cu o frecvenţă baleiată (scanată) automat - comandată electric - între două frecvenţe ( ) se numesc vobulatoare.

Ca generatoare de semnale oscilatoarele trebuie să satisfacă o serie de cerinţe: să aibă o mare stabilitate a frecvenţei; să lucreze într-o bandă de frecvenţă cât mai mare; să dea o tensiune cât mai constantă în banda de lucru; să aibă o mare stabilitate în funcţionare. În funcţie de caracterul aplicaţiei se poate accentua una dintre aceste trăsături.

1. GENERALITĂŢI

Oscilatoarele sunt generatoare de oscilaţii electrice întreţinute, cu frecvenţă proprie (care funcţionează fără semnal de intrare).

Faţă de amplificatoare, oscilatoarele prezintă asemănări şi deosebiri. Asemănarea constă în proprietatea comună de a transforma energia de curent continuu a sursei de alimentare în energie de curent alternativ a semnalului generat. Deosebirea constă, în primul rând, în faptul că pentru executarea acestei operaţii amplificatoarele necesită un semnal de comandă, pe când oscilatoarele lucrează fără semnal exterior de comandă. În al doilea rând, semnalul de ieşire al unui amplificator are frecvenţa determinată de semnalul de intrare, pe când semnalul generat de oscilator are frecvenţa dată de parametrii circuitelor care îl compun.

PARAMETRII OSCILATOARELOR

Ca generatoare de semnale, oscilatoarele trebuie să îndeplinească anumite condiţii privind principalii săi parametri şi anume:

-forma semnalului generat;

-domeniul de frecvenţă în care lucrează;

-stabilitatea frecvenţei semnalului de ieşire;

-mărimea şi stabilitatea amplitudinii semnalului de ieşire;

-coeficientul de distorsiuni neliniare impus.

CLASIFICAREA OSCILATOARELOR

Oscilatoarele se pot clasifica după următoarele criterii:

-după forma semnalului pe care îl generează:

-oscilatoare sinusoidale;

-oscilatoare nesinusoidale.

-după domeniul de frecvenţă în care lucrează:

-oscilatoare de joasă frecvenţă (de audiofrecvenţă);

-oscilatoare de înaltă frecvenţă (de radiofrecvenţă);

-oscilatoare de foarte înaltă frecvenţă.

-după principiul de funcţionare:

-oscilatoare cu rezistenţă negativă;

-oscilatoare cu reacţie.

-după natura circuitelor care intervin în structura lor:

-oscilatoare RC;

-oscilatoare LC;

-oscilatoare cu cuarţ.

2. Oscilatoare sinusoidale

Acest tip de oscilatoare se caracterizează prin faptul că semnalul generat conţine o singură frecvenţă:

u=Umsin ωt. ( 1 )

Valoarea frecvenţei dorite se poate obţine fie cu ajutorul unui circuit LC acordat (oscilatoare LC), fie prin intermediul unei reacţii pozitive selective (oscilatoare RC).

3. Oscilatoare cu circuite LC

Oscilatoarele LC sunt circuite ce folosesc proprietaţile selective ale circuitelor LC.

Principiul de funcţionare a acestui tip de oscilatoare duce la obţinerea la ieşire a unor oscilaţii de amplitudine constantă, forţat întreţinute.

Ţinând seamă pe faptul că într-un circuit LC cu elemente reale (r>0), datorită pierderilor, amplitudinea oscilaţiilor scade treptat până la zero (oscilaţiile se amortizează), realizarea unei amplitudini constante, în aceste condiţii, se poate face numai compensând pierderile cu ajutorul unei energii corespunzătoare, convenabil alese.

În vederea acestei compensări energetice, se pot folosi două metode:

-introducerea în circuit a unui element cu rezistenţă negativă;

-aplicarea la intrarea amplificatorului, prin intermediul unui cuadripol, a unui semnal de fază, deci folosirea unei reacţii pozitive.