Oscillatori sinusoidali

Un oscillatore è un circuito elettronico che produce un segnale periodico. Se l'oscillatore produce oscillazioni sinusoidali, viene chiamato come asinusoidal oscillator. Converte l'energia in ingresso da una sorgente CC in un'energia in uscita CA di un segnale periodico. Questo segnale periodico avrà una frequenza e un'ampiezza specifiche.

Il block diagram di un oscillatore sinusoidale è mostrato nella figura seguente -

La figura sopra è composta principalmente da two blocks: un amplificatore e una rete di feedback. La rete di feedback prende una parte dell'uscita dell'amplificatore come ingresso e produce un segnale di tensione. Questo segnale di tensione viene applicato come ingresso all'amplificatore.

Lo schema a blocchi di un oscillatore sinusoidale mostrato sopra produce oscillazioni sinusoidali, quando quanto segue two conditions sono soddisfatto -

• Il loop gain $ A_ {v} \ beta $ del diagramma a blocchi sopra dell'oscillatore sinusoidale deve essere maggiore o uguale a unity. Qui $ A_ {v} $ e $ \ beta $ sono rispettivamente il guadagno dell'amplificatore e il guadagno della rete di feedback.

• Il totale phase shift intorno al ciclo del diagramma a blocchi di cui sopra di un oscillatore sinusoidale deve essere uno dei due 0⁰ o 360⁰.

Le due condizioni precedenti insieme sono chiamate come Barkhausen criteria.

Oscillatori basati su amplificatori operazionali

Ci sono two tipi di oscillatori basati su amplificatori operazionali.

• Oscillatore a sfasamento RC
• Oscillatore a ponte di Vienna

Questa sezione discute ciascuno di essi in dettaglio.

Oscillatore a spostamento di fase RC

L'oscillatore basato sull'amplificatore operazionale, che produce un segnale di tensione sinusoidale in uscita con l'aiuto di un amplificatore invertente e una rete di feedback è noto come RC phase shift oscillator. Questa rete di feedback è composta da tre sezioni RC in cascata.

Il circuit diagram di un oscillatore a sfasamento RC è mostrato nella figura seguente:

Nel circuito sopra, l'amplificatore operazionale sta funzionando inverting mode. Quindi, fornisce uno spostamento di fase di 180 ⁰ . La rete di feedback presente nel circuito di cui sopra fornisce anche uno sfasamento di 180 ⁰ , poiché ciascuna sezione RC fornisce uno sfasamento di 60 ⁰ . Pertanto, il circuito di cui sopra fornisce uno sfasamento totale di 360 ⁰ ad una certa frequenza.

• Il output frequency di un oscillatore a sfasamento RC è -

$$ f = \ frac {1} {2 \ Pi RC \ sqrt [] {6}} $$

• Il gain $A_{v}$ di un amplificatore invertente dovrebbe essere maggiore o uguale a -29,

$$ cioè, - \ frac {R_f} {R_1} \ geq-29 $$

$$ => \ frac {R_f} {R_1} \ geq-29 $$

$$ => R_ {f} \ geq29R_ {1} $$

Quindi, dovremmo considerare il valore del resistore di retroazione $ R_ {f} $, come minimo di 29 volte il valore del resistore $ R_ {1} $, al fine di produrre oscillazioni sostenute all'uscita di un oscillatore a spostamento di fase RC.

Oscillatore Wien Bridge

L'oscillatore basato su amplificatore operazionale, che produce un segnale di tensione sinusoidale in uscita con l'aiuto di un amplificatore non invertente e una rete di feedback è noto come Wien bridge oscillator.

Il circuit diagram di un oscillatore a ponte di Wien è mostrato nella figura seguente -

Nel circuito mostrato sopra per l'oscillatore a ponte Wein, l'amplificatore operazionale funziona non inverting mode. Quindi, fornisce uno sfasamento di 00. Quindi, la rete di retroazione presente nel circuito di cui sopra non dovrebbe fornire alcuno sfasamento.

Se la rete di feedback fornisce uno spostamento di fase, allora dobbiamo farlo balance the bridgein modo tale che non ci dovrebbe essere alcuno spostamento di fase. Quindi, il circuito sopra fornisce uno sfasamento totale di 0 ⁰ ad una certa frequenza.

• Il output frequency dell'oscillatore del ponte di Vienna è

$$ f = \ frac {1} {2 \ Pi RC} $$

• Il gain $A_{v}$ dell'amplificatore non invertente deve essere maggiore o uguale a 3

$$ cioè, 1 + \ frac {R_f} {R_1} \ geq3 $$

$$ => \ frac {R_f} {R_1} \ geq2 $$

$$ => R_ {f} \ geq2R_ {1} $$

Quindi, dovremmo considerare il valore del resistore di retroazione $ R_ {f} $ almeno il doppio del valore del resistore, $ R_ {1} $ per produrre oscillazioni sostenute all'uscita dell'oscillatore a ponte di Vienna.