Oscilatorul Armonic RC

1.INTRODUCERE

Circuitul care fara sa primeasca un semnal de intrare, furnizeaza la iesire un semnal sinusoidal cu frecventa si amplitudine strict controlate poarta numele de oscilator armonic.

Frecventa si amplitudinea trebuie sa aiba o buna stabilitate in timp, sa nu depinda de factori externi,ca temperatura mediului sau tensiunea de alimentare,ci sa depinda numai de "valorile" componentelor din circuit.

Termenul oscilator armonic este sinonim cu generator de semnal sinusoial sau sursa de semnal sinusoidal. In fig.1 se prezinta schema bloc a oscilatorului armonic.

Figura 1. Oscilator armonic.Schema bloc

Sursa de energie este bateria de alimentare E. Dispozitivele electronice active transforma puterea de c.c. absorbita de la sursa de alimentare in putere de semnal. Astfel de dispozitive sint tranzistoarele bipolare sau cu efect de cimp.

Parametrii oscilatoarelor caracterizeaza performantele unui oscilator. Cei mai importanti sint:

- frecventa de oscilatie;

- amplitudinea de oscilatie;

- impedanta de iesire a sursei echivalente;

- stabilitatea frecventei de oscilatie;

- stabilitatea amplitudinii de oscilatie;

- distorsiunile neliniare ale semnalului generat;

- posibilitatea reglarii frecventei;

- randamentul de transformare a puterii de curent continuu in putere de curent alternativ.

Asigurarea unor performante ridicate la mai multi parametri conduce la cerinte contradictorii, rezolvabile prin impartirea functiunilor pe mai multe etaje functionale.

CLASIFICAREA OSCILATOARELOR ELECTRONICE

a) Dupa elementele active folosite :

oscilatoare cu rezistenta dinamica negativa;

oscilatoare cu reactie( cu surse comandate).

b) Dupa natura elementelor care compun circuitul de rectie :

oscilatoare LC;

oscilatoare RC sau RL.

Oscilatoarele LC asigura o buna stabilitate a frecventei de oscilatie si a amplitudinii. Se folosesc cu precadere pentru frecvente mai mari de 1MHz.

Oscilatoarele RC au o stabilitate mai redusa a frecventei de oscilatie dar, in schimb, elementele pasive de circuit RC sint mai adecvate lucrului la frecvente joase.

2.FUNCTIONAREA DUPA SCHEMA BLOC

Fie un amplificator de curent alternativ, cu reactie. Semnalele notate cu X pot fi curenti sau tensiuni.

Circuitul de reactie este construit cu componente pasive si este un circuit selectiv, adica are caracteristici de atenuare si de faza care variaza continuu cu frecventa.

Amplificatorul si reteaua de reactie sint circuite liniare descrise de ecuatiile: X2=A(X1); Xr=b(X2)

A amplificarea amplificatorului ideal;

B factorul de transfer al retelei de reactie.

La iesirea sumatorului : X1=Xg+Xr

Amplificarea cu reactie : Ar=X2/Xg=A/(1 bA) (1)

igura 2.1 Amplificator cu reactie.Schema bloc

ircuitul este un oscilator daca indepartind semnalul de intrare (Xg=0) obtinem semnalul de iesire X2=finit>0; rezulta din relatia (1) Ar=X2/Xg > infinit ceea ce este achivalent cu relatia:

cunoscuta sub numele de relatia lui BARKHAUSEN.

In general, amplificarea si factorul de reactie sint marimi dependente de frecventa, deoarece ele contin elemente reactive.

Expresiile amplificarii si factorului de reactie pun in evidenta amplitudinea si faza acestor numere complexe , 1 si 2 ,astfel incit relatia lui Barkhausen este echivalenta cu doua conditii reale: