P U C LABORATÓRIO DE DCE 3 E N “Circuitos Osciladores” G pg....

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1 “Circuitos Osciladores” pg. 553 a 558 P U C E N G E N H A R I A LABORATÓRIO DE DCE 3

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“Circuitos Osciladores”pg. 553 a 558

PUC

ENGENHARIA

LABORATÓRIO DE DCE 3

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• A estabilidade de um amplificador com realimentação como uma

função da freqüência, tem-se como fatores determinantes:

o produto β.A

o deslocamento de fase entre a entrada e a saída.

• Para a análise da estabilidade: método de Nyquist

• O diagrama de Nyquist é utilizado para traçar o ganho e fase em

função da freqüência: combina os dois diagramas de Bode, o de

ganho e deslocamento de fase versus o da freqüência.

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Diagrama de Nyquist.

Interpretação:

• β.A cresce em função da freqüência

• A é o comprimento

• φ é o ângulo

• para f5 (φ= 180o) e f maiores, ganho ⇒ 0

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• O amplificador será instável se a curva de Nyquist traçada envolver

o ponto -1; caso contrário, será estável.

Diagrama de Nyquist indicando as condições de

estabilidade: (a) estável (b) instável.

⇒ ponto -1: significa que para um

deslocamento de fase igual a 180o,

β.A>1; portanto, o sinal de

realimentação está em fase com a

entrada e é grande o suficiente

para resultar em um sinal de

entrada maior do que o aplicado,

gerando a oscilação.

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1. Operação dos Osciladores

• Realimentação positiva: | Af | > 1, logo oscila!

• Como um circuito realimentado produz um oscilador:

chave aberta: sem oscilação.

tensão fictícia: Vi

β.A: ganho de malha

caso as fases sejam corretas: Vf = Vi

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• Na prática: β.A > 1: para garantir a oscilação.

• Quanto β.A estiver mais próximo de 1: senóide perfeita!

• Sabe-se que:

• quando β.A= -1 → Af será ∞ ; portanto oscilará!!

( )A.1

AAf

β+=

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2. Tipos de Osciladores de deslocamento de Fase:

2.1 Oscilador de deslocamento de fase

29

1

6RC2

1f

π=

• deslocamento de fase vale 180o

• para que β.A > 1 ⇒A > 29

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2.2 Oscilador de deslocamento de fase com FET

+=

dD

dDm

rR

r.R.g |A|

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Exercício 01: Projetar um oscilador de deslocamento de fase com FET

de gm = 5000µS, rd = 40kΩ e circuito de realimentação com R = 10kΩ.

Calcule o valor do capacitor e de RD para que haja oscilação em 1kHz

quando A > 29.

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2.3 Oscilador de deslocamento de fase a TBJ

R

R4

R

R.2923h

RR

46

1.

RC2

1f

c

cfe

c

++>

+

π=

onde R’: melhora a impedância de entrada do circuito.

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2.4 Oscilador de deslocamento de fase com CI

!oscilar! para 29A R

RA

i

f >→=

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3. Oscilador com Ponte de Wien

• RC em ponte

• R1, R2, C1, C2: elementos de ajuste de freqüência

• R3,R4: realimentação

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desprezando-se o efeito de carregamento das impedâncias:

2211o

1

2

2

1

4

3

CRCR2

1f e

C

C

R

R

R

R

π=+=

caso: R1 = R2 = R e C1 = C2 = C, a freqüência resultante do oscilador

será:

2R

R e

RC2

1f

4

3o =

π=

Portanto, basta que R3/R4 > 2, oferece um ganho de malha

suficiente para que o circuito oscile!!

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Exercício 02: Calcule a freqüência de ressonância do oscilador com

Ponte de Wien indicado abaixo.

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Exercício 03: Determine os valores de R1, R2, R3, R4, C1 e C2, de

um oscilador com Ponte de Wien, para fo = 10kHz.