Generator de Semnal Sinusoidal de Audio-Frecventa

1. Tema Proiectului

Se cere proiectarea unui generator de semnal sinusoidal avand in componenta un amplificator cu reactie pozitiva.

- Va fi realizat cu ajutorul unui amplificator operational si va avea domeniul de variatie al frecventei cuprinsa intre fmin = 420 Hz si fmax = 45 KHz.

- Tensiunea de iesire maxima a oscilatorului va fi Uomax = 4V , iar tensiunea de iesire minima va fi Uomin = 70 mV

- N = 7

- Tensiunea de alimentare va fi de U1= 15 V

2 Notiuni Generale

Generatoarele sinusoidale formeaza o clasa larga de aparate, datorita

proprietatilor remarcabile pe care le are semnalul sinusoidal în tratarea circuitelor

electronice în regim variabil.

În prezent, în functie de intervalul de frecventa pe care îl poate avea

semnalul produs, generatoarele de semnal sinusoidal se clasifica în:

- generatoare de foarte joasa frecventa (0,00005 Hz la 50 kHz);

- generatoare de joasa frecventa – JF (0,1 Hz la 1 MHz);

- generatoare de audiofrecventa – AF (10 Hz la 100 kHz);

- generatoare de videofrecventa – VF (10 Hz la 10 MHz);

- generatoare de radiofrecventa – RF sau de înalta frecventa – ÎF (10 kHz la

100 MHz);

- generatoare de foarte înalta frecventa (10 MHz la 5000 MHz) etc.

Multe firme producatoare de aparataj electronic întrebuinteaza denumiri cu

caracter general (“comercial”) ca : oscilator pentru aparatele la care se cunoaste

precis frecventa semnalului (tensiunii) generate

2.1. Parametrii generatoarelor sinusoidale

Pentru a putea aprecia posibilitatile de utilizare ale diverselor generatoare,

se definesc câtiva parametri de utilizare, calitate si performanta, pe care îi vom

prezenta pe scurt în continuare.

Domeniul de frecvente. Fiecare generator este caracterizat prin valorile

minima si maxima (fmin si fmax), între care poate fi cuprinsa frecventa de oscilatie.

Legat de aceste valori extreme, se defineste: gama sau banda de frecvente, ca fiind

un subdomeniu din intervalul fmax - fmin în care frecventa poate fi variata (reglata)

continuu; în acest fel, un domeniu de frecvente fmax - fmin poate avea mai multe

game de frecventa, ceea de este precizat prin numarul de game al generatorului.

Nivelul maxim. În general se precizeaza tensiunea maxima Umax (ca

amplitudine, adica valoarea de vârf Uv max sau ca valoare efectiva Uef max),

produsa la bornele generatorului în gol (fara sarcina) sau pe o rezistenta egala cu

rezistenta de iesire a generatorului R0 (asa-zisul mod de lucru adaptat, când are

loc transferul maxim de putere de la generator catre sarcina). De aceea, uneori se

specifica si puterea maxima P0 max, care se poate obtine într-o sarcina cu rezistenta

de lucru RL = R0.

2. Oscilator armonic

Schema cea mai generala a unui oscilator armonic are in componenta sa un amplificator A si o retea de reactie β care sa asigure un semnal de reactie pozitiv de la iesirea am plificatorului la intrarea acestuia fig.1

Relatia Barkhausen stabileste conditiile in care la iesirea Xt apare un raspus pentru un semnal nul la intrare(Xt=0):

βA=1

Re(βA)=1

Im(βA)=0

Daca se exprima A si β prin intermediul aplitudinii si fazei conditia de oscilatie devine: 1,

0,2kA B (4.2)

Fig. 1

A doua relatie determina defazajul pe care trebuie sa-l introduca reteaua de

reactie asupra tensiunii de la iesirea amplificatorulu i, iar prima stabileste valoarea

factorului de amplificare A în functie de atenuarea introdusa de reteaua de reactie.

În functie de elementele retelei de reactie oscilatoarele pot fi: RC – cu

rezistoare si condensatoare si LC – cu inductivitati si capacitati.