Oscilatoare RC

LUCRAREA NR.17 – OSCILATOARE RC

1. Scopul lucrarii consta în studierea functionarii a doua tipuri de oscilatoare RC; oscilator RC

cu trei celule de defazaj cu amplificator cu tranzistoare si oscilator cu retea Wien, cu amplificator

operational, la care se vor verifica conditiile de amorsare a oscilatiilor si se vor determina

amplitudinea si frecventa oscilatiilor pentru diferite conditii de functionare.

2. Oscilatoarele armonice RC se pot realiza cu circuite cu reactie pozitiva, conform fig.1;

pentru amorsarea si întretinerea oscilatiilor este necesara îndeplinirea conditiei lui Barkhausen:

1 = Å ² A r (1).

Relatia 1 trebuie îndeplinita atât în faza cât si în modul. Din conditia de faza 0 = ³ + ³² A r sau

À 2 (2) se deduce frecventa de oscilatie, iar din conditia de amplitudine : 1 = ² Å r A (3), se deduce

conditia de amorsare a oscilatiilor.

Conditia de faza (2) se poate realiza în doua moduri:

- amplificatorul de baza este de tip inversor, realizeaza un defazaj de 1800 ( A ³ =1800 ) si, rezulta ca,

reteaua de reactie trebuie sa realizeze un defazaj r ² ³ =1800 ; în acest mod se realizeaza oscilatoare cu

retea de defazare, trece sus (ca în fig.3) sau trece jos, cu trei celule de defazare (ca în fig.3) sau cu mai

multe;

- amplificatorul de baza este de tip neinversor si se realizeaza un defazaj nul, de 00 ( A ³ =00 ) si rezulta

r ² ³ =00; în acest caz, se realizeaza oscilatoare cu retele de faza minima, care, la acord, asigura semnale

la iesire în faza cu cele de la intrare; se pot folosi retele Wien, dublu T, etc.

3. Schema de principiu a unui oscilator cu retea de defazare este desenata în fig.3, în care

amplificatorul, de tip inversor, poate fi realizat cu tranzistoare.

Presupunând ca amplificatorul de baza are impedanta de intrare

foarte mare ( R Z >> int ) si impedanta de iesire foarte mica

( R Z << ies )si ca reteaua de reactie de tipul trece sus este formata din

trei celule identice, se deduc urmatoarele relatii:

- din conditia ca reteaua de defazare sa realizeze un defazaj de 1800 pe

frecventa de oscilatie, relatia (2), se determina frecventa de oscilatie:

- din conditia de amorsare a oscilatiilor, relatia (3), se obtine conditia: 29 e A (5).

În cazul în care amplificatorul de tensiune are impedanta de intrare insuficient de mare si/sau

impedanta de iesire insuficient de mica, în relatiile (4) si (5) se pot introduce termenii de corectie

necesari.

4. Amplitudinea oscilatiilor este determinata de limitarea prin intrarea în saturatie sau în

blocare a tranzistoarelor amplificatorului de baza, mai precis a tranzistorului care lucreaza la nivel

mare. În cazul schemei amplificatorului din fig.6, limitarea amplitudinii oscilatiilor se produce pe

tranzistorul 3 T . În fig.4 sunt reprezentate situatiile posibile de limitare a amplitudinii de oscilatie în

functie de pozitia punctului static de functionare a tranzistorului 3 T (pentru comparare, s-a presupus

ca dreptele de functionare dinamica au aceeasi panta cu cea a dreptei de functionare statica si nu se

modifica).

fig.17.3

Asa cum se vede din fig. 4, limitarea amplitudinii se produce prin intrarea în blocare a

tranzistorului 3 T al amplificatorului într-un interval mic de timp din perioada semnalului (în cazul în

care punctul de functionare ocupa pozitia 1 M ), prin intrarea acestuia în saturatie (în cazul în care

punctul de functionare ocupa pozitia 2 M ) sau prin intrarea simultana în saturatie si în blocare (când

punctul static de functionare ocupa pozitia 3 M ).