AULA 13- Osciladores

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1 UNIVESIDDE TENOLÓGI FEDEL DO PNÁ DEPTMENTO DÊMIO DE ELETOTÉNI ELETÔNI ET74B Prf.ª Elsabete Nakneczny Mraes UL 3- Oscladres urtba, 8 de nembr 06. EVISÃO: UL ET3-FUNDMENTOS D ELIMENTÇÃO 0 ( Man) f r 0 a ( ) em r f () () () em ra () Island ra em ( ra) ( ) f = aráel de realmentaçã (tensã u crrente), = aráel de entrada e saída respectamente Substtund e em Man a ( ra) a ra rédts: Prf. Flá lencar d êg Barrs - UEJ 08 N 6 ula 3 - Oscladres

2 EVISÃO: UL ET3-FUNDMENTOS D ELIMENTÇÃO DESVNTGENS D ELIMENTÇÃO. O ganh d crcut realmentad é reduzd quand cmparad cm a cndçã de sem realmentaçã. Sem realmentaçã 0 a m realmentaçã. Suscetíel à crrênca de sclações: f a ra f f a ra as ( ra) 0... Ocrre uma dsã pr zer, resultand em nstabldade sclações 08 N 6 ula 3 - Oscladres 3 ONTETULIZÇÃO N prjet de crcuts eletrôncs, há necessdade de snas cm frmas de nda padrnzadas (Sedra, p.898): -mputadres e Sstemas de ntrle: pulss de relóg para temprzaçã. -Sstemas de muncaçã: snas arads sã usads cm prtadres de nfrmaçã. -Sstemas de Teste e Medçã: snas para teste e caracterzaçã de dspsts. OSILDOES rcuts cuja funçã é prduzr um snal alternad a partr de um snal cntínu ( pr ex. sua almentaçã) aplcada a mesm. O scladr NÃO necessta de um snal de entrada extern, ps basta que mesm seja almentad pr uma fnte, d qual crcut scladr retrará energa para prduzr um snal alternad na saída (Pertence, p. 6). Sedra, cap Pertence, seçã 5.3-5ed 08 N 6 ula 3 - Oscladres 4

3 LSSIFIÇÃO OSILDOES LINEES=HMÔNIOS=SINTONIZDOS Empregam transstres e/u amplfcadres peracnas pr realmentaçã psta, perand na regã de amplfcaçã, gerand snas sendas purs. L ISTL Utlzam fenômen da ressnânca. Empregam amplfcadres (peracnal) cm realmentaçã psta e malhas cm u L seleta de frequênca. NÃO LINEES=NÃO HMÔNIOS= DE ELÇÃO Utlzam dspsts bestáes, cm prtas lógcas, nterruptres, Schmtt trggers, flp-flps, carregand capactres para gerar frmas de ndas quadradas, trangulares, dente de serra, pulsadas, entre utras. 555 Transstr de unjunçã (UJT) Transstr prgramáel de unjunçã (PUT) PUT 08 N 6 ula 3 - Oscladres 5 OSILDOES HMÔNIOS OU L Pnte de Wen Oscladr de rmstrng Oscladr de lptts Oscladr de Hartley Os scladres ats utlzam-se para frequêncas entre 0Hz e 00kHz (máx MHz) O lmte nferr de frequênca resulta das dmensões ds cmpnentes. O lmte superr de frequênca resulta da respsta em frequênca e d slew-rate ds amplfcadres peracnas. Para frequêncas superres utlzam-se scladres de crstal e crcuts frmads pr transstres e malhas L sntnzadas. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 6 3

4 TEOI D OSILÇÃO SENOIDL MPLIFIDO OM ELIMENTÇÃO POSITIV Maln 8ª ed cap Maln 4ª ed cap 08 N 6 ula 3 - Oscladres 7 ELIMENTÇÃO POSITIV 0 ( Man) f r 0 a ( ) em r f () () () + em ra Island ra em () ( ra) ( ) f = aráel de realmentaçã (tensã u crrente), = aráel de entrada e saída respectamente Substtund e em Man a ( ra) a ra f 08 N 6 ula 3 - Oscladres 8 4

5 ITÉIO DE BKHUSEN f 360º. n 0º Quand ganh em malha fechada tende a nfnt, que sugere nestas cndções, a pssíel exstênca de Vut 0. Para que um sstema scle, snal de sua saída dee ser realmentad para sua entrada cm a mesma fase, u seja, dee empregar realmentaçã psta. O sstema rá sclar, satsfazend crtér de Barkhausen, em uma frequênca específca, que será a frequênca de sclaçã d crcut. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 9 TENSÃO DE PTID Segund Maln (4ed seçã.) O níc d prcess, que denmna pr tensã de partda, adém de que td resstr cntem elétrns lres. Ded à temperatura ambente, estes elétrns lres deslcam-se aleatramente para dferentes dreções e geram uma tensã de ruíd atraés d resstr. Tas mments aleatórs cntém frequêncas acma de 000GHz. Quand ncalmente energzad, únc snal n crcut scladr é ruíd. Na prátca, é que, a partr d ruíd nerente a me elétrc, em algum mment surgrá uma harmônca adequada às cndções de sclaçã d crcut. m cmpnente deste ruíd, a frequênca que satsfaz a cndçã de fase da sclaçã, é prpagada em td ccl cm ampltude crescente. ampltude cntnua a aumentar até que ganh d amplfcadr seja reduzd, quer pr nã-lneardades ds elements ats ("aut-lmtaçã") u pr algum cntrle de níel autmátc. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 0 5

6 IUITO DE TSO ut n arc tg Tensã de saída atrasada 08 N 6 ula 3 - Oscladres IUITO DE VNÇO ut n arc tg Tensã de saída adantada 08 N 6 ula 3 - Oscladres 6

7 EDE DE VNÇO-TSO: NÁLISE D MPLITUDE Ganh de tensã Em frequêncas mut baxas, capactr em sére trna-se abert a snal de entrada, e nã há snal de saída. Em frequêncas mut altas, capactr de des trna-se um curt, e nã há saída. Entre estes extrems, a tensã de saída atnge um alr máxm. frequênca para a qual a saída é maxmzada é chamada de frequênca ressnante fr nde des de fase é 0º. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 3 EDE DE VNÇO-TSO: NÁLISE D FSE Des de fase Em frequêncas mut baxas, ângul de fase é pst, u seja, aanç. arc tg Em frequêncas mut altas, ângul de fase é negat, u seja, atras. arc tg Entre estas frequêncas, há uma frequênca ressnante fr para qual des é 0º. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 4 7

8 FEQUÊNI DE ESSONÂNI // j ut. j ( // j ) n Desenlend a expressã, chega-se a: 9 ( ) arc tg 3 ( ) 08 N 6 ula 3 - Oscladres 5 FEQUÊNI DE ESSONÂNI O máxm da equaçã e que resulta em 3 e 9 0 f r m substtuíms. Prtant crre quand f r 08 N 6 ula 3 - Oscladres 6 8

9 PONTE DE WIEN Há ds rams de realmentaçã: = f r = PONTE de WIEN )ealmentaçã psta da saída para a entrada nã nersra atraés d crcut aanç atras. ) ealmentaçã negata da saída para a entrada nersra atraés d dsr de tensã. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 7 BLOOS ELIMENTÇÃO IUITO ELETÔNIO n ut β PONTE de WIEN 08 N 6 ula 3 - Oscladres 8 9

10 VISULIZÇÃO D ELIMENTÇÃO & IUITO ELETÔNIO n L ut β 08 N 6 ula 3 - Oscladres 9 FUNIONMENTO PONTE DE WIEN energzar crcut, a apresenta baxa resstênca mplcand em um pequen aument na realmentaçã negata. Pr ss ganh d crcut é mar que. f L À medda que as sclações crescem, esquenta e rua resstênca aumenta, alcançand um alr gual a. Neste nstante alr d ganh da tensã de malha fechada da entrada nã-nersra dmnu cnfrme mstra próxm slde: = f L L = 08 N 6 ula 3 - Oscladres 0 0

11 DETLHE DS OSILÇÕES 'n- L Quand = ded a aquecment de ut ( ut ) ' n ' n ' ut n Enquant ss as sclações aumentam... L f ' ut L n L ' 3 ' Nesta cndçã ganh cm a realmentaçã psta resulta em: L L N 6 ula 3 - Oscladres f ESUMO DO FUNIONMENTO ndções ncas (t=0): lgar a fnte de almentaçã, a tensã de saída é zer e a resstênca é menr que. Esta stuaçã resulta em uma realmentaçã psta mar d que a negata. L ' ut n Em t+: Quand a tensã de saída aumenta alr de ( ) também aumenta até chegar na relaçã em que. L 3 3 f L f L N regme permanente: O des de fase d crcut dee ser 0º; cas cntrár, crcut nã sclará. N cas d scladr pnte de Wen, des de fase é nul de um crcut de aanç-atras Para quand a frequênca de sclaçã chegar a: 08 N 6 ula 3 - Oscladres L f r

12 PONTE DE WIEN OMO FILTO EJEIT-FI pnte de Wen algumas ezes é cnhecda cm fltr rejeta-faxa. Iss prque é um crcut cm saída gual a zer para uma frequênca partcular: f r ejeta Faxa (F) u Ntch: permte a passagem de frequêncas stuadas abax da frequênca de crte nferr e acma da frequênca de crte superr. faxa delmtada entre as frequêncas é atenuada. ω [ 0, ωp ] [ ωp, + [. 08 N 6 ula 3 - Oscladres 3 EEMPLO MLVINO Maln 4ª ed: Ex. Maln 8ª ed: Ex. Determnar as frequêncas mínma e máxma: Mínma Máxma 08 N 6 ula 3 - Oscladres 4