REALIMENTACIÓN POSITIVA DE AMPLIFICADORES (Oscilador)

Objetivo:

Diseñar y caracterizar un amplificador realimentado positivamente (oscilador).

Material:

Resistencias del valor requerido.

Capacitores y/o bobinas y/o cristal de cuarzo del valor requerido.

Transistor (es) de características conocidas.

Multímetro y puntas para multímetro.

Fuente lineal de voltaje y puntas para fuente.

Osciloscopio y puntas para osciloscopio.

Tablilla para conexiones (protoboard).

Un par de cables con banana y caimán.

Procedimiento:

Se realizó el diseño de un amplificador realimentado positivamente a una frecuencia de operación de Fo=2.5kHz con una configuración de corrimiento de fase y alimentado al oscilador usando un Vcc=12v.

Se elaboró el siguiente circuito en el taller de la clase de diseño analógico a lo que al obtener los resultados de los análisis obtuvimos los valores de los capacitores y resistencias que se necesitaran para poder armarlo correctamente. Utilizando el transistor 2N3904, con una beta de 150.

Obteniendo la señal de salida mostrada en la figura1.

Se realizó la simulación del mismo diseño que obtuvimos para el oscilador y se obtuvo la señal de la figura2.

Figura 2

Por lo tanto se determinó que con los cálculos que realizamos y los datos que obtuvimos que si oscila correctamente obteniendo la frecuencia 2.5kHz deseado y 9.17vp-p; por lo tanto se procedió a tomar las mediciones requeridas en la práctica de laboratorio.

Circuito de Polarización

Desconecte la red de realimentación y usando el voltímetro de C.D. verifique que el circuito de polarización del amplificador se encuentre en el punto de operación establecido en el diseño (VCEQ e ICQ) y corregir si fuera necesario.

Ve Vb Vc Icq Vceq

Teoría 0.7v 3v 5.5v 2mA 5v

Experimental 0.68v 2.72v 5.28v 1.92mA 4.752v

Oscilación

Al conectar nuevamente la red de alimentación, se procedió a conectar la salida al osciloscopio para verificar que oscilaba correctamente y se obtuvieron los valores de la siguiente tabla que incluyen las amplitudes y las frecuencias de oscilaciones con las que se realizaron los cálculos y las que se obtuvieron en la práctica.

Parámetros Teórico Experimental

Frecuencia de oscilación Fo 2.5kHz 2.5KHz

Voltaje en la entrada del amplificador Vi 10v 10vp

Voltaje de salida del amplificador Vo 10v 9.7v

Cuestionario

¿Qué función tiene la bobina de “choke" que sustituye a la resistencia de colector en algunos circuitos osciladores?

¿Qué características tienen los cristales piezoeléctricos utilizados en el diseño de osciladores?

Para producir tensiones alternas con una gran estabilidad de frecuencia ya que ésta depende directamente del grueso de la lámina de cuarzo y que su frecuencia será sumamente estable y precisa.

Indique 3 diferentes cristales piezoeléctricos utilizados en osciladores electrónicos.

Cuarzo,

Sal de Rochelle

Titanato de bario

Haga una tabla con tres columnas en donde se indique el tipo de oscilador, el rango de frecuencias de operación y las ventajas de esa configuración sobre de las otras, para los osciladores:

Tipo de oscilador Rango de frecuencia Ventajas de configuración

Desplazamiento de fase Es variable dependiendo del C y R.

f=1/(2*(3)^(1/2)*pi*R*C)

Puente de Wien 5Hz- 1MHz Se usa para pequeñas frecuencias como para frecuencias moderadas

Colpitts 1-500MHz Ocurre un desplazamiento de fase a través del amplificador el que la resonancia se produzca muy lejos de la frecuencia de resonancia teoría.

Hartley f=1/(2*pi*(LC)^(1/2) )

Se utilizan para aplicaciones de radio-frecuencia donde se pueda transmitir información en forma radiada.

Armstrong f=1/(2*pi*(LC)^(1/2) ) Se utiliza para generar las bandas laterales.

Clapp f=1/(2*pi*(LC)^(1/2) ) La inductancia L es parcialmente compensada por la reactancia del condensador lo que permite inductancias más elevadas que elevan el factor Q de la bobina lo que hace que las oscilaciones sean más estables y tengan un ancho de banda más estrecho.

Conclusiones

En esta práctica hemos observado el origen de un dispositivo esencial para la tecnología actual, el oscilador, el cual nos permite generar voltaje alterno controlado. Es gracias a este dispositivo que hemos podido desarrollar numerosos experimentos y nuevas tecnologías que abordan nuestras necesidades.

Sin duda, hoy en día los osciladores se diseñan con mucha más precisión, sin embargo, la práctica nos permite darnos una idea de cómo se empezó a desarrollar y cuál es su funcionamiento básico, para permitirnos entender mucho mejor los dispositivos electrónicos actuales.

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