Capítulo 3: Osciladores, V CO e PLL (sintetizadores de frequência)

Transcrição

1 (sintetizadores de frequência)

2 Tipos osciladores Cir. Eletrônica Aplica. Definição e aplicação Classes: 2 Tipos: senoidais, triangulares e onda quadrada Fatores: Frequência de operação Amplitude de saída Estabilidade em frequência Estabilidade em amplitude Distorção da forma de onda de saída

3 Conceitos sobre realimentação Cir. Eletrônica Aplica. Realimentação negativa reduz ganho de tensão Melhora estabilidade circuitos (linearidade, melhor resposta em frequência, menos ruído, etc) Realimentação positiva Faz com que circuitos oscilem 3

4 Cir. Eletrônica Aplica. Tipos de realimentação: Realimentação-série de tensão Realimentação-paralela de tensão 4 Realimentação-série de corrente Realimentação-paralela de corrente

5 Cir. Eletrônica Aplica. Ganho com realimentação é: 1 Obs.: vale para o realimentação-série de tensão e também vale para realimentaçãoparalela de tensão Efeitos da realimentação nos circuitos: 5

6 Cir. Eletrônica Aplica. Efeitos realimentação (negativa) no ganho e largura de banda: 6

7 Operação dos osciladores Cir. Eletrônica Aplica. Critério de estabilidade para Nyquist Ganho de malha menor que 1 quando o ângulo de fase é 180º Critério de Barkhausen para oscilação o sinal de realimentação deve estar exatamente em fase com o sinal de entrada original no ponto de fechamento da malha 1 pratica: ligeiramente maior que 1 Funcionamento básico: 7

8 Osciladores de deslocamento de fase Cir. Eletrônica Aplica. Versão idealizada: 8 Frequência onde fase é 180º: Vantagens: Não requer transformadores ou indutores Consegue frequências muito baixas Boa estabilidade em frequência logo A>29 Desvantagens: Dificuldades em começar a oscilar quando o feedback é pequeno Saída do circuito de baixa amplitude

9 Cir. Eletrônica Aplica. Circuitos de osciladores deslocamento de fase: Transistor FET AmpOp 9

10 Osciladores em ponte de Wien Cir. Eletrônica Aplica. Configurações: Vantagens: Saída constante Circuito funciona relativamente fácil Ganho geral é bom A frequência de oscilação pode ser controlada por um potenciômetro Desvantagens: Exige mais componentes Não consegue gerar altas frequências

11 Osciladores com entrada sintonizada Cir. Eletrônica Aplica. Configuração básica: 11

12 Cir. Eletrônica Aplica. Oscilador Colpitts: 12

13 Cir. Eletrônica Aplica. Oscilador Hartley: 13

14 Osciladores a cristal Cir. Eletrônica Aplica. Maior estabilidade (frequência) Ressonância série e antiressonância 14

15 Cir. Eletrônica Aplica. Circuitos: 15 Vantagens: Alta estabilidade em frequência Fator Q é alto do cristal Desvantagens: Frágeis (podem ser usado somente em circuitos de baixa potência) A frequência de oscilação não pode ser alterada

16 Vco Cir. Eletrônica Aplica. Freq. controlada por tensão Ex.: LM555 16

17 Cir. Eletrônica Aplica. NE

18 Cir. Eletrônica Aplica. Circuitos V CO geradores de forma de onda: 8038 Até 400kHz MAX MHz a 1270MHz FSK 18

19 PLL phase-locked loops Cir. Eletrônica Aplica. Aplicações Detectar ou amarrar frequências ou fases (modo rastreamento) Multiplicador de frequências Outras específicas: demodulação FM, FSK,... Arquiteturas básicas e aplicações: 19

20 O detector de fase Cir. Eletrônica Aplica. Detector de fase analógico: Ideia do funcionamento: 20

21 Cir. Eletrônica Aplica. Detector de fase digital: 21

22 O amplificador Cir. Eletrônica Aplica. Aumentam o ganho de malha do PLL 22

23 Modo rastreamento Cir. Eletrônica Aplica. no modo rastreamento ou amarrado : 23

24 Cir. Eletrônica Aplica. Modelo comercial: LM565 24

25 Sintetizador de frequências Cir. Eletrônica Aplica. Modelos anteriores: 25

26 Cir. Eletrônica Aplica. Sintetizadores anteriores: 26

27 Cir. Eletrônica Aplica. Sintetizadores a PLL: Exemplo aplicação: 27

28 Cir. Eletrônica Aplica. Modelos derivados: malhas múltiplas 28

29 Referências para estudo deste material Cir. Eletrônica Aplica. 29 Capítulo 14 do livro Dispositivos Eletrônicos e teoria de circuitos de Robert Boylestad(11ª ed): Seções 14.1, 14.2 (somente parte dela), 14.5 a Capítulo 13 do livro Dispositivos Eletrônicos e teoria de circuitos de Robert Boylestad(11ª ed): Seção 13.5 Para cálculo de projetos de osciladores consular o link osciladores disponível no site da disciplina Capítulo 10 do livro Técnicas de comunicação eletrônica de PaulhYoung (5ª ed): Seção introdução, 10.1, 10.2, 10.4 e 10.8