Osciladores Sintonizados - professorpetry.com.br · amplificadores operacionais. • Rede de...

Florianópolis, outubro de 2012.

Prof. Clóvis Antônio Petry.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica

Osciladores e Multivibradores

Osciladores Sintonizados: Colppits, Clapp, Hartley e Armstrong

Bibliografia para esta aula

www.florianopolis.ifsc.edu.br/petry

Nesta aula

Osciladores sintonizados: 1.  Considerações iniciais; 2.  Oscilador Colppits:

•  Com AmpOp; •  Com BJT; •  Simulação de osciladores Colppits.

3.  Oscilador Clapp: •  Com AmpOp; •  Com BJT; •  Simulação de osciladores Clapp.

4.  Oscilador Hartley: •  Com AmpOp; •  Com BJT; •  Simulação de osciladores Hartley.

5.  Oscilador Armstrong: •  Com AmpOp; •  Com BJT; •  Simulação de osciladores Armstrong.

Estrutura básica de osciladores

Blocos do oscilador: •  Amplificador – α – circuito de amplificação de

sinais, ativo, formado por transistores e/ou amplificadores operacionais.

•  Rede de realimentação – β – circuito de

realimentação, normalmente com elementos passivos (resistores, capacitores e indutores).

α

β

+-

xi xo

Rede de realimentação de um oscilador sintonizado:

Considerações iniciais

vo

Z1 Z2

Z3

α

β

Oscilador Colppits com AmpOp

Fo =1

2π ⋅ L ⋅CT

Z = C2 ⋅L1 ⋅ω2 −1

j ⋅ C1 ⋅C2 ⋅L1 ⋅ω2 −C1 −C2( )

C1 ⋅C2 ⋅L1 ⋅ω2 = C1 +C2

ω = 1

L1 ⋅C1 ⋅C2

C1 +C2

CT = C1 ⋅C2

C1 +C2

-

+

Rf

R1

vo

C2C1

L1

C2C1

L1

vx = vo ⋅ZC2

ZC2 + ZL

vx = vo ⋅

1j ⋅ω ⋅C2

1j ⋅ω ⋅C2

+ j ⋅ 1ω ⋅C1

+ 1ω ⋅C2

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

= −vo ⋅C1C2

β = vxvo

= − C1C2

α ⋅β = 1

Rf

R1= C2

C1

α = C2

C1

Oscilador Colppits com AmpOp

-

+

Rf

R1

vo

C2C1

L1

Oscilador Colppits com BJT

vo

T1

Choque de RF

Vcc

R1

Vcc

R2 RE CE

C2

C1

CCL

vo

T1

Choque de RF

Vcc

R1

Vcc

R2 RE CE

C2

C1

C3

L1

0,001 μF

0,01 μF

10 μH

Oscilador Colppits com BJT

Oscilador Colppits com BJT

vo

T1

R1

Vcc = 9 V

C2

R2C1

C3

L1

0,1 μF

0,01 μF

0,033 μF

2,5 mH

4,7 kΩ

470 kΩ

BC547B

Circuito de polarização:

Oscilador Colppits com BJT

!

Circuito de polarização:

Oscilador Colppits com BJT

!

Circuito para simulação:

Oscilador Colppits com BJT

!

Fo =

12π ⋅ 2,5 ⋅10−3 ⋅0,0077 ⋅10−6

36,3kHz

Simulação do oscilador Colppits:

Precisa de ajustes no ganho.

Oscilador Colppits com BJT

!

Simulação do oscilador Colppits:

Fo 36,516 kHz

Oscilador Colppits com BJT

!

-

+

Rf

R1

vo

C2C1

LC3

Oscilador Clapp com AmpOp

Fo =1

2π ⋅ L ⋅CT

Z =C3 −C2 ⋅ −1+C3 ⋅L1 ⋅ω

2( )j ⋅ C2 ⋅C3 +C1 ⋅ C2 +C3 −C2 ⋅C3 ⋅L1 ⋅ω

2( )( )

ω = 1L1 ⋅CT

1CT

= 1C1

+ 1C2

+ 1C3

C2C1

LC3

Oscilador Clapp com AmpOp

vx = vo ⋅ZC2

ZC2 + ZL + ZC 3

β = vxvo

= − C1C2

α ⋅β = 1

α = C2

C1α =

Rf

R1

Rf

R1= C2

C1

vx = vo ⋅

1j ⋅ω ⋅C2

1j ⋅ω ⋅C2

+ j ⋅ 1ω ⋅C1

+ 1ω ⋅C2

+ 1ω ⋅C3

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟+ 1j ⋅ω ⋅C3

= −vo ⋅C1C2

-

+

Rf

R1

vo

C2C1

LC3

Oscilador Clapp com BJT

vo

T1

R1

Vcc = 9 V

C3

R2C2

C4

L1

0,1 μF

0,01 μF

0,033 μF2,5 mH

4,7 kΩ

470 kΩ

BC547B

C10,02 μF

Circuito de polarização:

Oscilador Clapp com BJT

!

Circuito de polarização:

Oscilador Clapp com BJT

!

Circuito para simulação:

Oscilador Clapp com BJT

!

Fo =

12π ⋅ 2,5 ⋅10−3 ⋅1,59 ⋅10−9

80 kHz

Simulação do oscilador Clapp:

Precisa de ajustes no ganho.

Oscilador Clapp com BJT

!

Simulação do oscilador Clapp:

Fo 79,3642 kHz

Oscilador Clapp com BJT

!

-

+

Rf

R1

vo

L1L2C

Oscilador Hartley com AmpOp

Fo =1

2π ⋅ LT ⋅C

ω = 1LT ⋅C

LT = L1 + L2

Z =L1 ⋅ω ⋅ C1 ⋅L2 ⋅ω

2 −1( )j ⋅ 1−C1 ⋅ L1 + L2( ) ⋅ω 2( )

L1L2C

Oscilador Hartley com AmpOp

vx = vo ⋅ZL2

ZC + ZL2

vx = vo ⋅j ⋅ω ⋅L2

1j ⋅ω ⋅C

+ j ⋅ω ⋅L2

β = vxvo

= − L2L1

α ⋅β = 1

α = L1L2

α =Rf

R1

Rf

R1= L1L2

-

+

Rf

R1

vo

L1L2C

Oscilador Hartley com BJT

voT1

R1

Vcc = 9 V

R2 C3

L2

Vcc = 9 V

0,1 μF

470 kΩ

4,7 kΩ

BC547B

L1

C1C20,1 μF

1/5espiras

4/5espiras

Circuito de polarização:

Oscilador Hartley com BJT

!

Circuito de polarização:

Oscilador Hartley com BJT

!

Circuito para simulação:

Oscilador Hartley com BJT

!

Fo =

12π ⋅ 220 ⋅10−6 ⋅10 ⋅10−9

96,86 kHz

Simulação do oscilador Hartley:

Precisa de ajustes no ganho.

Oscilador Hartley com BJT

!

Oscilador Armstrong com BJT

Fo =1

2 ⋅π ⋅ L1 ⋅C1

M = ±k ⋅ L1 ⋅L2 β = ML1

α = L1M

T1

Choque de RF

Vcc

R1

Vcc

R2 RE CE

C1L1 L2

Tr1

Circuito de polarização:

Oscilador Armstrong com BJT

!

Circuito de polarização:

Oscilador Armstrong com BJT

!

Circuito para simulação:

Oscilador Armstrong com BJT

!

Simulação do oscilador Armstrong:

Oscilador Armstrong com BJT

!

Próxima aula

Exercícios de osciladores sintonizados.

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vo

T1

R1

Vcc = 9 V

C2

R2C1

C3

L1

0,1 μF

0,01 μF

0,033 μF

2,5 mH

4,7 kΩ

470 kΩ

BC547B

-

+

Rf

R1

vo

C2C1

L1