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Florianópolis, outubro de 2012.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica
Osciladores e Multivibradores
Osciladores Sintonizados: Colppits, Clapp, Hartley e Armstrong
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Bibliografia para esta aula
www.florianopolis.ifsc.edu.br/petry
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Nesta aula
Osciladores sintonizados: 1. Considerações iniciais; 2. Oscilador Colppits:
• Com AmpOp; • Com BJT; • Simulação de osciladores Colppits.
3. Oscilador Clapp: • Com AmpOp; • Com BJT; • Simulação de osciladores Clapp.
4. Oscilador Hartley: • Com AmpOp; • Com BJT; • Simulação de osciladores Hartley.
5. Oscilador Armstrong: • Com AmpOp; • Com BJT; • Simulação de osciladores Armstrong.
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Estrutura básica de osciladores
Blocos do oscilador: • Amplificador – α – circuito de amplificação de
sinais, ativo, formado por transistores e/ou amplificadores operacionais.
• Rede de realimentação – β – circuito de
realimentação, normalmente com elementos passivos (resistores, capacitores e indutores).
α
β
+-
xi xo
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Rede de realimentação de um oscilador sintonizado:
Considerações iniciais
vo
Z1 Z2
Z3
α
β
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Oscilador Colppits com AmpOp
Fo =1
2π ⋅ L ⋅CT
Z = C2 ⋅L1 ⋅ω2 −1
j ⋅ C1 ⋅C2 ⋅L1 ⋅ω2 −C1 −C2( )
C1 ⋅C2 ⋅L1 ⋅ω2 = C1 +C2
ω = 1
L1 ⋅C1 ⋅C2
C1 +C2
CT = C1 ⋅C2
C1 +C2
-
+
Rf
R1
vo
C2C1
L1
C2C1
L1
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vx = vo ⋅ZC2
ZC2 + ZL
vx = vo ⋅
1j ⋅ω ⋅C2
1j ⋅ω ⋅C2
+ j ⋅ 1ω ⋅C1
+ 1ω ⋅C2
⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
= −vo ⋅C1C2
β = vxvo
= − C1C2
α ⋅β = 1
Rf
R1= C2
C1
α = C2
C1
Oscilador Colppits com AmpOp
-
+
Rf
R1
vo
C2C1
L1
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Oscilador Colppits com BJT
vo
T1
Choque de RF
Vcc
R1
Vcc
R2 RE CE
C2
C1
CCL
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vo
T1
Choque de RF
Vcc
R1
Vcc
R2 RE CE
C2
C1
C3
L1
0,001 μF
0,01 μF
10 μH
Oscilador Colppits com BJT
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Oscilador Colppits com BJT
vo
T1
R1
Vcc = 9 V
C2
R2C1
C3
L1
0,1 μF
0,01 μF
0,033 μF
2,5 mH
4,7 kΩ
470 kΩ
BC547B
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Circuito de polarização:
Oscilador Colppits com BJT
!
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Circuito de polarização:
Oscilador Colppits com BJT
!
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Circuito para simulação:
Oscilador Colppits com BJT
!
Fo =
12π ⋅ 2,5 ⋅10−3 ⋅0,0077 ⋅10−6
36,3kHz
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Simulação do oscilador Colppits:
Precisa de ajustes no ganho.
Oscilador Colppits com BJT
!
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Simulação do oscilador Colppits:
Fo 36,516 kHz
Oscilador Colppits com BJT
!
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-
+
Rf
R1
vo
C2C1
LC3
Oscilador Clapp com AmpOp
Fo =1
2π ⋅ L ⋅CT
Z =C3 −C2 ⋅ −1+C3 ⋅L1 ⋅ω
2( )j ⋅ C2 ⋅C3 +C1 ⋅ C2 +C3 −C2 ⋅C3 ⋅L1 ⋅ω
2( )( )
ω = 1L1 ⋅CT
1CT
= 1C1
+ 1C2
+ 1C3
C2C1
LC3
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Oscilador Clapp com AmpOp
vx = vo ⋅ZC2
ZC2 + ZL + ZC 3
β = vxvo
= − C1C2
α ⋅β = 1
α = C2
C1α =
Rf
R1
Rf
R1= C2
C1
vx = vo ⋅
1j ⋅ω ⋅C2
1j ⋅ω ⋅C2
+ j ⋅ 1ω ⋅C1
+ 1ω ⋅C2
+ 1ω ⋅C3
⎛⎝⎜
⎞⎠⎟+ 1j ⋅ω ⋅C3
= −vo ⋅C1C2
-
+
Rf
R1
vo
C2C1
LC3
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Oscilador Clapp com BJT
vo
T1
R1
Vcc = 9 V
C3
R2C2
C4
L1
0,1 μF
0,01 μF
0,033 μF2,5 mH
4,7 kΩ
470 kΩ
BC547B
C10,02 μF
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Circuito de polarização:
Oscilador Clapp com BJT
!
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Circuito de polarização:
Oscilador Clapp com BJT
!
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Circuito para simulação:
Oscilador Clapp com BJT
!
Fo =
12π ⋅ 2,5 ⋅10−3 ⋅1,59 ⋅10−9
80 kHz
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Simulação do oscilador Clapp:
Precisa de ajustes no ganho.
Oscilador Clapp com BJT
!
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Simulação do oscilador Clapp:
Fo 79,3642 kHz
Oscilador Clapp com BJT
!
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-
+
Rf
R1
vo
L1L2C
Oscilador Hartley com AmpOp
Fo =1
2π ⋅ LT ⋅C
ω = 1LT ⋅C
LT = L1 + L2
Z =L1 ⋅ω ⋅ C1 ⋅L2 ⋅ω
2 −1( )j ⋅ 1−C1 ⋅ L1 + L2( ) ⋅ω 2( )
L1L2C
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Oscilador Hartley com AmpOp
vx = vo ⋅ZL2
ZC + ZL2
vx = vo ⋅j ⋅ω ⋅L2
1j ⋅ω ⋅C
+ j ⋅ω ⋅L2
β = vxvo
= − L2L1
α ⋅β = 1
α = L1L2
α =Rf
R1
Rf
R1= L1L2
-
+
Rf
R1
vo
L1L2C
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Oscilador Hartley com BJT
voT1
R1
Vcc = 9 V
R2 C3
L2
Vcc = 9 V
0,1 μF
470 kΩ
4,7 kΩ
BC547B
L1
C1C20,1 μF
1/5espiras
4/5espiras
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Circuito de polarização:
Oscilador Hartley com BJT
!
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Circuito de polarização:
Oscilador Hartley com BJT
!
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Circuito para simulação:
Oscilador Hartley com BJT
!
Fo =
12π ⋅ 220 ⋅10−6 ⋅10 ⋅10−9
96,86 kHz
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Simulação do oscilador Hartley:
Precisa de ajustes no ganho.
Oscilador Hartley com BJT
!
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Oscilador Armstrong com BJT
Fo =1
2 ⋅π ⋅ L1 ⋅C1
M = ±k ⋅ L1 ⋅L2 β = ML1
α = L1M
T1
Choque de RF
Vcc
R1
Vcc
R2 RE CE
C1L1 L2
Tr1
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Circuito de polarização:
Oscilador Armstrong com BJT
!
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Circuito de polarização:
Oscilador Armstrong com BJT
!
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Circuito para simulação:
Oscilador Armstrong com BJT
!
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Simulação do oscilador Armstrong:
Oscilador Armstrong com BJT
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Próxima aula
Exercícios de osciladores sintonizados.
www.professorpetry.com.br
vo
T1
R1
Vcc = 9 V
C2
R2C1
C3
L1
0,1 μF
0,01 μF
0,033 μF
2,5 mH
4,7 kΩ
470 kΩ
BC547B
-
+
Rf
R1
vo
C2C1
L1