Oscilador: Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones perturbaciones o cambios periódicos cambios periódicos o cuasi periódicos en un medio, un medio, ya ya sea un medio material (sonido) o (sonido) o un un campo campo electromagnético electromagnético (ondas de radio, microondas, radio, microondas, infrarrojo, infrarrojo, luz luz visible, rayos visible, rayos X, rayos X, rayos gamma, rayos gamma, rayos cósmicos). cósmicos) . En electrónica En electrónica un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente en corriente alterna de una determinada frecuencia determinada frecuencia..1 Dicho de otra forma, es un circuito que es capaz de convertir la corriente la corriente continua en una corriente que varía de forma periódica en el tiempo (corriente periódica); periódica); estas oscilaciones pueden ser 2 sinusoidales, sinusoidales, cuadradas, triangulares, triangulares, etc., dependiendo de la forma f orma que tenga la onda producida. Un oscilador de onda cuadrada suele denominarse multivibrador y por lo tanto, se les llama osciladores sólo a los que funcionan en base al principio de oscilación natural, constituidos por una bobina una bobina L (inductancia) y (inductancia) y un condensador un condensador C (Capacitancia), (Capacitancia), mientras que a los demás se le asignan nombres nombres especiales. Un oscilador electrónico es fundamentalmente un amplificador, un amplificador, cuya cuya señal de entrada se toma de su propia salida a través de un circuito de realimentación. Se puede considerar que está compuesto por:
Un circuito cuyo desfase depende de la frecuencia. Por ejemplo: Oscilante eléctrico (LC) o electromecánico electromecánico (cuarzo). (cuarzo). Retardador de fase RC o puente o puente de Wien. Un elemento amplificador. elemento amplificador. Un circuito de realimentación. de realimentación.
Funcionamiento: El principio general, para que un circuito electrónico se convierta en un oscilador, es la realimentación. Realimentar es introducir en la entrada parte de la señal que se encuentra en la salida, dicho de otro modo:
Para entender mejor este concepto, podríamos realizar el siguiente experimento. Con un amplificador de baja frecuencia, en cuya entrada haya un micrófono,
acérquese éste al altavoz y podrá oírse un ruido disonante (silbido) producido por la realimentación. Véase que, si se separa el micrófono, cesa el ruido. Hay que tener presente que, en el instante inicial, no existía ni entrada ni salida, por lo que será necesario que el circuito amplificador tenga alguna red, cuyos efectos transitorios sean característicos, para que resulten amplificados y se produzca la oscilación que buscamos producir.
El oscilador Colpitts se caracteriza por utilizar un circuito LC en el que aparecen dos condensadores y una bobina. La frecuencia de oscilación es:
El oscilador Colpitts se puede realizar con un amplificador inversor o con amplificador no inversor. En cualquier caso, la ganancia del lazo cerrado debe ser G=1. Veamos un Colpitts con amplificador inversor.
Figura de un oscilador Colpitts genérico con amplificador inversor. Utilizando un amplificador inversor, la realimentación viene dada por la relación de reactancias entre la entrada al amplificador y la salida:
El signo – indica un desfase de 180o.
Veamos un Colpitts con amplificador no inversor:
Figura de un oscilador Colpitts genérico con amplificador no inversor. Utilizando un amplificador no inversor, la realimentación viene dada por la relación de reactancias entre la entrada al amplificador y la salida:
A continuación se muestra un oscilador Colpitts usando un amplificador no inversor (BJT base común). Intenta identificar cada elemento contrastando este circuito con el genérico.
Figura de un oscilador Colpitts. La frecuencia de oscilación es:
El oscilador puente de Wien es un oscilador utilizado para generar ondas sinusoidales que van desde los 5 Hz a los 5 Mhz.
A diferencia del oscilador por corrimiento de fase, tiene menos componentes y el ajuste de la frecuencia de oscilación es más fácil, motivo por el cual es más utilizado. El circuito básico consta de un amplificador y una red de adelando/atrazo compuesto de dos redes RC, una serie y otra paralelo. Los dos valores de resistencias y condensadores son iguales. Ganancia de un oscilador Puente de Wien La ganancia del amplificador está dada por las resistencias R1 y R2. La ganancia que debe tener este amplificador debe compensar la atenuación causada por las redes RC (red de realimentación positiva conectada a la patilla no inversora del amplificador operacional).
Esta ganancia debe estar por encima de 1 para asegurar la oscilación. La ganancia se obtiene con la primera fórmula. Como la ganancia debe ser mayor que 1, la ecuación se simplifica y se obtiene la segunda fórmula:
Ver que para que esto se de, el cociente de R2 y R1 debe ser igual o mayor que 2. Red de realimentación y desfase de un oscilador Puente de Wien
La salida de la red de realimentación se comporta como se muestra en los siguientes puntos: - Para frecuencias por debajo la frecuencia de oscilación, la atenuación es grande y la fase se adelanta 90° - A la frecuencia de resonancia, la ganancia de tensión es de 1/3 (máxima) y no hay corrimiento de fase. - Para frecuencias por encima de la frecuencia de oscilación, la atenuación es grande y la fase se atrasa 90°.
