UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Práctica N° 6: Oscilador RC por desplazamiento de fase

ALBEIRO YAIME 2009179069 SERGIO PEÑUELA 2007268958

Abril de 2011

INFORME N° 6: Oscilador RC por desplazamiento de fase

OBJETIVOS

Observar el comportamiento y parámetros fundamentales del oscilador RC por desplazamiento de fase.

Analizar l el proceso de oscilación y visualizar paso a paso el proceso de oscilación

Desarrollar habilidades de montaje y empleo del oscilador RC por desplazamiento.

MARCO TEÓRICO

Oscilador por desplazamiento o corrimiento de fase

La figura es un oscilador por desplazamiento o corrimiento de fase con tres redes de adelanto de fase en la malla de retroalimentación. El amplificador opera con 180º de desplazamiento de fase porque la entrada se aplica por la terminal inversora. Como se recuerda, la red de adelanto produce un desplazamiento de fase entre 0º y 90º, dependiendo de la frecuencia específica, en donde el

desfasamiento total de las tres redes suma 180º (aproximadamente 60º para cada red). En ese momento el desfasamiento total de la malla es de 360º, lo que equivale a 0º. Si para esa frecuencia el producto AB es mayor que la unidad las oscilaciones pueden iniciar y mantenerse. En este caso se usan tres redes de atraso de fase. El funcionamiento es similar, ya que el amplificador produce 180º de desfasamiento las tres redes contribuyen con otros 180º para cierta frecuencia específica. Las oscilaciones se iniciarán si además el producto AB es mayor que 1 para esa frecuencia. Aunque se emplea ocasionalmente, el oscilador por desplazamiento de fase no es un circuito muy popular. El motivo principal por el que aquí se presenta es porque a veces accidentalmente se desee armar un amplificador y el resultado es un

oscilador. Con un respectivo análisis de bloque podemos determinar la ganancia del bloque β y el A:

La respectiva ganancia del bloque A es:

Para que cumpla el principio de oscilación la multiplicación del bloque A por el bloque β debe ser igual a 1 y el ángulo de desfase es de cero grados.

Haciendo la parte imaginaria cero y al remplazar s=jw obtenemos:

Determinamos la frecuencia de oscilación

ANÁLISIS DE RESULTADOS

PROCEDIMIENTO

MONTAJE DE LOS CIRCUITOS: El circuito fue debidamente montado y se verificaron sus conexiones de tal manera que las configuraciones fueran las adecuadas.

Figura 1. Circuito trabajado.OBSERVACIÓN DE LA SALIDA SIN LA RED DE DIODOS: Con la ayuda del osciloscopio se observó la salida del segundo amplificador y se obtuvieron las gráficas mostradas como resultados en el análisis práctico, estas gráficas contienen el valor de la frecuencia. OBSERVACIÓN DE LA SALIDA CON LA RED DE DIODOS: Con la ayuda del osciloscopio se observó la salida del segundo amplificador y se obtuvieron las gráficas mostradas como resultados en el análisis práctico.

ANALISIS TEÓRICO

Despreciando el circuito limitador procedemos a calcular la respectiva frecuencia de oscilación dependiendo del montaje que tenemos:Sabiendo que

f= 1

2 pi √6 ∙10×103 ∙0.01×10−6=585.62Hz

ANÁLISIS PRÁCTICO

Las gráficas de las salidas son mostradas a continuación:

Figura 2. Forma de salida sin diodos.

Figura 3. Forma de salida con diodos.

Figura 4. Forma de onda de salida con diodos. (Seno).

Con diodos Sin diodosFrecuencia en Hz calculada

585.62 ------

Frecuencia en Hz medida

574.71 555.55

%error 1.86Tabla 1. Frecuencias con diodos y sin diodos.

Con diodos Sin diodos

Frecuencia en Hz calculada

------ ------

Frecuencia en Hz medida

322.58 322.58

%error 0Tabla 2. Frecuencias con diodos y sin diodos, cambiando el valor de un capacitor.

SIMULACIONES

Figura 5. Forma de salida sin diodos.

Figura 6. Forma de salida sin diodos..

Figura 7. Forma de salida con diodos.

Figura 8. Forma de salida con diodos.

ANÁLISIS CUALITATIVO

Se pudo observar que tanto las ondas mostradas en el osciloscopio, como las ondas dadas por las simulaciones tienen altos grados de similitud. Observando las gráficas del circuito en presencia y ausencia de los diodos se notó que este bloque del circuito permite obtener una mejor señal, mucho más definida y, adicional a esto, el proceso de oscilación es mucho más rápido. El circuito consiste en una red en escalera RC de tres secciones en la retroalimentación lo cual permite que el circuito oscile, teniendo también dentro de la primera etapa el primer amplificador, nuestro segundo amplificador tiene ganancia negativa y es esto lo que permite un desfase de 180 grados, lo cual en conjunto con el resto del circuito permite una oscilación.

A su vez, se puede ver que la frecuencia de oscilación es parecida a la práctica ya que su porcentaje de error es aceptable.

CONCLUSIONES

El circuito oscila gracias a la retroalimentación en escalera de condensadores y resistores y el desplazamiento esta dado por la configuración inversora y el conjunto del circuito.

Si se quiere un mejor calidad de onda, con una buena definición, se logra acuestas de baja en la frecuencia, como lo muestran las figuras dadas por el osciloscopio, ya que en la utilización de los diodos, estos consiguen una mejor forma de onda pero merma su frecuencia de forma dramática.

Este oscilador presenta una oscilación ascendente de forma parabólica y lenta, ya que la retroalimentación negativa del segundo amplificador trata de mantener todo bajo control, sin embargo el primer amplificador aumenta la amplitud de la onda ocasionando que esta alcance niveles altos y se mantenga allí.

BIBLIOGRAFÍA

- SEDRA Y SMITH. Microelectrónica. Oxford Johnston.- Charles K. Alexander. Fundamentos de circuitos eléctricos.