Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia da ParabaCurso Superior de Tecnologia em Sistemas de TelecomunicaesDisciplina: Anlise de Circuitos Eletrnicos

Oscilador por Deslocamento de Fase

Joo Pessoa21-Janeiro-2015OSCILADOR ELETRNICOOscilador eletrnico um circuito que produz uma sada peridica sem que lhe seja aplicado um sinal de entrada. Normalmente usado como fonte de sinal e, geralmente, o primeiro circuito necessrio ao desenvolvimento de um sistema de comunicao.H inmeros circuitos osciladores, dentre eles: Armstrong, Hartley, Colpitts, Clapp, Pierce, Ponte de Wien, a Cristal, deslocamento de fase.Um oscilador simples, utilizando transistores bipolares ou amplificadores operacionais, o que emprega uma associao de resistores e capacitores (RC) em sua rede de realimentao, com a finalidade de inserir a defasagem necessria para atender ao critrio de Barkhousen.O critrio de Barkhousen estabelece que para que o sistema da Figura 1 oscile devem-se satisfazer os seguintes requisitos: A = 1 ; = 360 * n .

Figura 1 - Estrutura bsica de um oscilador.Assim, precisa-se que o ganho seja unitrio e a malha de realimentao provoque um deslocamento de fase de 180. Isso pode ser conseguido com uma rede RC, como a mostrada na Figura 2. Nota-se nesta figura 2 a presena do amplificador com ganho (A) e a rede de realimentao RC, que constitui o bloco () da Figura 1.

Figura 2 - Estrutura bsica do oscilador de deslocamento de fase.OSCILADOR POR DESLOCAMENTO DE FASE COM AMPLIFICADOR OPERACIONALA estrutura bsica do oscilador por deslocamento de fase est mostrada na figura 2. Ela consiste em um amplificador com ganho negativo (-k) com trs sees de malhas RC em degrau (terceira ordem) na realimentao. O circuito oscilar na frequncia em que o deslocamento de fase da malha RC for de 180. Somente nessa frequncia o deslocamento total ser de 0 ou 360 em torno da malha. Devemos observar aqui que se usa uma malha RC de trs sees porque trs o numero mnimo de sees (isto , a menor ordem) capaz de produzir um deslocamento de fase de 180 em uma frequncia finita.

Figura 3 Circuito prtico para um oscilador por deslocamento de fase com limitador para estabilizao de amplitudePara que as oscilaes sejam mantidas, o valor de K deve ser igual ao inverso da amplitude da funo de transferncia da malha RC na frequncia de oscilao. Porem, a fim de garantir o incio da oscilao, o valor de k deve ser feiro ligeiramente maior do que o valor capaz de satisfazer a condio de ganho unitrio da malha. As oscilaes, ento, crescero em amplitude ate que sejam limitadas por mecanismo de controle. A figura 1.0 mostra um oscilador por deslocamento de fase prtico com um limitador realimentado, consistindo nos diodos D1 e D2 e nos resistores R1, R3,R4 e R6 para uma estabilizao de amplitude.Equao da frequncia de oscilao:

Para iniciar as oscilaes, Rf (R2+R8) deve ser feito ligeiramente maior do que o valor mnimo necessrio, Se Rf for muito maior que esse valor mnimo, o circuito se estabiliza mais rapidamente e fornece uma senide com amplitude mais estvel; no entanto, o preo pago um aumento na distoro da sada. OSCILADOR POR DESLOCAMENTO DE FASE COM TRANSISTOR BIPOLAREste circuito no tem um rendimento muito elevado, servindo mais para a produo de sinais senoidais de pequena potncia na faixa de udio. No mximo algumas dezenas de quilohertz podem ser obtidos desta configurao, partindo-se do circuito mostrado na figura 4.

Figura 4 oscilador por deslocamento de fase com transistor bipolarNesta configurao, os resistores e capacitores da rede de realimentao so calculados para fornecer um deslocamento de fase apropriado para o sinal na frequncia que deve ser gerada. Assim, o sinal obtido no coletor, ao ser aplicado via rede de realimentao, entrada do circuito chega com fase invertida, condio fundamental para a manuteno das oscilaes numa etapa de emissor comum.Como o rendimento do circuito baixo, pois as perdas so elevadas no circuito de realimentao, o sinal obtido na sada normalmente fraco, e pra seu uso sempre preciso contar com etapas de amplificao.A utilizao deste circuito bastante atraente quando precisamos de sinais senoidais de frequncia muito baixas, na faixa de 0,1 a 10hz, j que a distoro obtida pequena e a estabilidade grande.

TRMULO COM OSCILADOR POR DESLOCAMENTO DE FASE

Na figura 5 temos um exemplo de circuito de efeitos para guitarras e violes (trmulo) usando um oscilador por deslocamento de fase

Figura 5. Tremulo com oscilador de deslocamento de fase

Como a amplificao deve ser grande para a manuteno das oscilaes importante que o transistor ( ou outro elemento ativo) usado neste circuito tenha um bom ganho, pois pelo contrrio, sua partida pode ser difcil e ele de negar a oscilar.

CARACTERISTICAS:

Faixa de frequncia: alguns hertz a dezenas de quilohertz Tenses de alimentao: 6 a 30V Sinais gerados: senoidais Potncia de sada: baixa

Usos: baixas frequncias, efeitos sonoros, metrnomos, udio, instrumentos musicais, etc. Livros

Boylestad, Robert L e Nashelsky, Louis. Dispositivos eletrnicos e teoria de circuitos 8. ed. SP: Pearson,2004Sedra, Adel S. e Smith Kenneth C. Microeletrnica 4. Ed. SP: Pearson, 2000Young, Paul H. Tcnicas de Comunicaes Eletrnicas 5. Ed. SP: Pearson, 2006Material da InternetProfessor Dr. Clvis Antnio Petry , Teoria Geral de Osciladores, disponvel em:file:///H:/IFPB/3%C2%BA%20PERIODO/AN%C3%81LISE%20DE%20CIRCUITOS/TRABALHO%20OSCILADOR/Capitulo_2.pdfInstituto Newton C. Braga, como funciona os osciladores, disponvel em:http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/2514-art379?showall=&start=6Museu das comunicaes, osciladores, disponvel em:http://macao.communications.museum/por/exhibition/secondfloor/moreinfo/2_17_4_Oscillators.html

SoftwareNational instruments, Multisin 12.0