UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI
INFORME DE LA PRÁCTICA DEL OSCILADOR (COLPITTS)
RESUMEN: El objetivo de este trabajo es dar a conocer el funcionamiento del oscilador colpitts que es muy utilizado utilizado en generadores de frecuencia de alta calidad y se usa principalmente para obtener frecuencias por encima de 1 MHz. Para esta práctica necesitaremos un osciloscopio, el circuito armado del oscilador y una fuente de energía para su funcionamiento.
Palabras clave: oscilador, colpitts, generador 1. INTRODUCCIÓN En el presente trabajo hablaremos sobre los osciladores que son dispositivos capaces de convertir la energía de corriente continua en corriente alterna a una determinada frecuencia. Tienen numerosas aplicaciones: generadores de frecuencias de radio y de televisión, osciladores locales en los receptores, generadores de barrido en los tubos de rayos catódicos, etc. La mayoría de los equipos electrónicos electrónicos utiliza para su funcionamiento señales eléctricas de uno de estos tres tipos: ondas sinusoidales, ondas cuadradas y ondas tipo diente de sierra. Los osciladores son circuitos electrónicos generalmente alimentados con corriente continua capaces de producir ondas sinusoidales con una determinada frecuencia. Existe una gran variedad de tipos de osciladores que, por lo general, se conocen por el nombre de su creador. Igualmente, Igualmente, los multivibradores multivibradores son circuitos electrónicos que producen ondas cuadradas. cuadradas.
2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL
Conocer todo todo lo referente referente del Oscilador Oscilador tipo Colpitts, a través de fuentes bibliográficas como libros, artículos y páginas web, con el fin de adquirir conocimiento acerca del tema para luego proceder a realizar realizar una práctica.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Definir al oscilador tipo colpitts lo mejor entendible posible. - Analizar el funcionamiento de un oscilador tipo Colpitts. - Investigar los diagramas de conexión de los osciladores tipo Colpitts. - Implementar un circuito tipo colpitts en una protoboard y verificar verificar sus resultados. - Visualizar que tipo de onda da oscilador colpitts utilizando un osciloscopio.
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3. MARCO TEÓRICO 1) Oscilar Oscilar es moverse alternativamente un cuerpo primero hacia un lado y luego hacia el contrario desde una posición de equilibrio determinada por un punto fijo o un eje. Variar en sentidos opuestos o alternativamente una cantidad, una intensidad o un valor.
2) Oscilador Para [1] Un Oscilador es un circuito que produce una forma de Onda periódica en su salida con solo el voltaje de alimentación de cd como entrada. No se requiere una señal de entrada repetitiva excepto para sincronizar oscilaciones en algunas aplicaciones. El voltaje de salida puede ser senoidal o no senoidal, según el tipo de Oscilador.
3) Oscilador Colpitts Para [1] Un tipo básico de oscilador de realimentación de circuito resonante es el Colpitts, denominado así en honor de su inventor (al igual que la mayoría de los circuitos que se analizaran). Como se muestra en la Figura 1, este tipo de oscilador utiliza un circuito LC en el lazo de realimentación para producir el desfasamiento necesario y actuar como filtro resonante que deja pasar solo la frecuencia deseada de oscilación.
Este oscilador es utilizado en generadores de frecuencia de alta calidad y se usa principalmente para obtener frecuencia por encima de 1 MHz. Su estabilidad es superior a la del oscilador Harley.
4) La resistencia La resistencia es un dispositivo que permite controlar la cantidad de corriente que circula a través de un circuito entre más alto sea el valor se tendrá una menor corriente y viceversa el valor de la resistencia se mide en ohmios se lo puede observar en la figura 2.
Figura2. Resistencia 5) El Transistor El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador figura 3.
Figura3. Transistor
Figura1. Oscilador Colpitts
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6) Condensador Es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica, para liberarla posteriormente. También se suele llamar capacitor, podemos observarlo en la figura 4.
Figura6. Protoboard 9) Osciloscopio
Figura4. Capacitores de lenteja 7) Bobina o Inductor La bobina hace parte del filtro de entrada. Empezamos a construir la bobina con un núcleo de ferrita de unos 2 cm de largo y un metro de largo de alambre esmaltado #22 AWG. La bobina se muestra en la Fig. 5.
Es básicamente un dispositivo de visualización grafica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo, pudiendo así observarse en la pantalla muchas más características de la señal que las obtenidas en otro cualquier otro aparato. El eje vertical (Y) representa el voltaje, mientras que el eje horizontal (X) representa el tiempo.
Figura7. Osciloscopio 4. FUNCIONAMIENTO Figura5. Bobina o Inductor 8) Protoboard Es un tablero con orificios que se encuentran conectados eléctricamente entre sí de manera interna, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos, cables para el armado, prototipo de circuitos electrónicos y sistemas similares.
Para poder lograr la oscilación este circuito utiliza un divisor de tensión formado por dos condensadores: C1 y C2, los cuales se encuentran conectados en serie. De la unión de estos condensadores sale una conexión a tierra. De esta manera las tensiones en los terminales superior de C1 e inferior de C2 serán opuestas. La realimentación positiva se obtiene del terminal inferior de C2 y es llevada a la base del transistor a través de una resistencia R2 y un condensador C3. La bobina L1 (choke) se utiliza para evitar que la
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señal alterna pase a la fuente Vcc. Este oscilador se utiliza para bandas de VHF (Very High Frecuency), frecuencias que van de 30 Mhz a 300 Mhz. A estas frecuencias sería muy difícil utilizar el oscilador Hartley debido a que las bobinas a utilizar serían muy pequeñas.
5. DIAGRAMA COLPITTS.
DEL
OSCILADOR
6. MATERIALES
Protoboard Resistencias de 10k y 1k 2 Capacitores de 82pF Transistor 2N2222 1 bobina de 100 µH Cables de conexión
7. PROCEDIMIENTO 1) Preparar todos los materiales requeridos para la práctica, verificando su correcto funcionamiento. 2) Simular el circuito. 3) Armar el circuito en una Protoboard. 4) Verificar que el circuito estece armado adecuadamente. 5) Proceder a polarizar el circuito y con un osciloscopio verificar la onda y la frecuencia.
Figura8. Diagrama oscilador Colpitts realizado en el programa Icircuit.mac
6) Verificar los resultados de la simulación con la práctica.
8. CONCLUSIONES
En esta práctica de este oscilador observamos que el circuito que proporciona es una señal de salida variante.
Este tipo de osciladores son los más adecuados para trabajar dentro de este rango de frecuencia debido al
Figura9. Datos tomados de la simulación a la salida del oscilador.
tamaño de su bobina.
Al conectar el circuito en el osciloscopio
podemos
visualizar
correctamente la salida de onda que da este tipo de circuito.
Figura10. Frecuencia de oscilación con el oscilador de 100µH del oscilador Colpitts.
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9. RECOMENDACIONES
Para el correcto funcionamiento no debemos olvidarnos que debemos tener bien conectado el circuito hacia nuestra fuente de alimentación. Lo más adecuado en este tipo de
Anexo 2. Onda generada por el oscilador colpitts.
osciladores es tener una reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva.
Para que podamos visualizar sus ondas debemos tener siempre en cuenta que hay que conectar la punta del osciloscopio correctamente al circuito.
10. REFERENCIAS [1]
T. Floyd, Dispositivos Electrónicos, Mexico: Pearson Educación, 2008.
[2]
R. Boylestad, ELECTRÓNICA: TEORÍA DE CIRCUITOS Y DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS, México: PEARSON, 2009.
ANEXOS Anexo1. Alimentación, regulación de la onda y frecuencia del oscilador colpitts.
Anexo 3. Circuito del oscilador colpitts armado en una Protoboard.
