Practica #1: osciladores RC

Objetivos:

Estudio de un circuito oscilador de desplazamiento de fase o RC.

Estudio de un oscilador de puente Wien con transistores.

Material:

Unidad básica para sistema IPES:

Unidad de alimentación modelo PS1-PSU/EV.

Caja de soporte de los módulos modelo MU/EV.

Unida de control individual modelo SIS3/EV.

Módulo de experimentación MCM6.

Osciloscopio.

Nociones Teóricas:

Oscilador de desplazamiento de fase: básicamente está constituido por un

amplificador de emisor común, que produce un desfase de la señal de 180º entre la

salida (colector) y la entrada (base) a través de una red RC, de esta forma la señal de

entrada mantiene la autooscilacion del circuito. La condición de oscilación depende de

la relación R/RC y de h fe. En todo caso se debe verificar la siguiente condición:

h fe>44.5.

La frecuencia de oscilación vale:

f o=1

2n .RC×

1

√6+4 .(RcR )

Para otra configuración del oscilador de desplazamiento de fase donde la disposición

de los condensadores y las resistencias es simétrica respecto al esquema anterior, la

frecuencia de oscilación vale:

f o=√ 62π .R .C

El oscilador RC se utiliza para generar frecuencias comprendidas entre algunos Hertz

y varios centenares de kilohertz. Los amplificadores utilizados en la realización de

estos osciladores generalmente son de clase A, de manera de tener la mínima

distorsión de la señal generada.

Ejercicios:

Procedimiento:

Realizar el circuito que se muestra en la figura.

Regular RV3 hasta la mitad de su valor

Regular RV1 para obtener en el colector T1 un valor de tensión continua de 6V.

Verificar que RV3 permita regular la distorsión y la activación de la señal.

Regular RV1 y observar que permite regular la amplitud de las oscilaciones.

Medir la frecuencia Fo de la señal

1. ¿Cuánto vale la frecuencia de oscilación?

Aproximadamente 100Hz

Visualizar las señales en la base y en el colector T1

2. ¿Cuánto vale el desfase entre las señales visualizadas?

Aproximadamente 180º.

Examinar la onda sinusoidal en los extremos de las resistencias R1, R2, R3 y

verificar el desfase progresivo de la señal.

3. ¿Examinar las formas de onda y deducir la modificación que se llevó a cabo en

el circuito?

Se conectó una resistencia en paralelo con R3.

Practica #3: osciladores Hartley y Meissner

Objetivos:

Análisis de la frecuencia de oscilación en función de la inductancia y de la

capacidad.

Análisis de la marcha de la frecuencia al variar la tensión de alimentación.

Material:

Unidad básica para sistema IPES:

Unidad de alimentación modelo PS1-PSU/EV.

Caja de soporte de los módulos modelo MU/EV.

Unidad de control individual modelo SIS3/EV.

Módulo de experimentación MCM6

Osciloscopio

Frecuencímetro

Nociones teóricas:

Oscilador Hartley.

El oscilador hartley es un oscilador sinusoidal con circuito de realimentación LC. El

circuito consta de un amplificador y una red de realimentación en x, compuesta por

dos inductancias y un condensador. Considerando un amplificador con una

resistencia de entrada elevada, donde A es la amplificación del sistema. Si las dos

inductancias tienen una inductancia mutua M y si sus resistencias internas son

despreciables, las condiciones de oscilación del circuito se expresan mediante las

siguientes relaciones:

A=(L2+M )(L1+M )

wo (L1+L2+2M )−1

(w ¿¿oC)=0¿

De la segunda relación se desprende la frecuencia de oscilación fo:

f o=1

2π .√LC

Donde L = L1+L2+2M

También puede existir otro tipo de configuración de circuito del oscilador Hartley.

Oscilador Meissner:

El oscilador Meissner utiliza un transformador como bloque de realimentación y su

esquema se muestra en la figura.

En el colector está presente un circuito resonante sintonizador constituido por un

devanado del transformador y el condensador C. Existe una frecuencia

denominada resonancia a la cual la impedancia del circuito resulta puramente

resistiva. Si el devanado del transformador conectado a la base es opuesto al del

colector, el transformador produce un ulterior desfase de 180º, de esta forma se

reinserta en fase la señal de salida con la de entrada. Por lo tanto, a la frecuencia

de resonancia se verifica la condición de fase que permite la oscilación del circuito.

Esta frecuencia vale: f o=1

2π .√LC

Ejercicios:

Oscilador Hartley con realimentación de colector.

Para comenzar primero se extrae todos los puentes, se sitúa los interruptores S1,

S8 en ON, luego todos los demás interruptores en OFF, después se conecta el

modulo a la fuente de alimentación PS1-PSU.

Frecuencia de oscilación en función de L y C.

Poner Vcc= +12V.

Conectar los puentes J13, J16, J19, J21, J23, J24, J28, para realizar el circuito

que se muestra en la figura.

Conectar el canal 1 del osciloscopio en la base del transistor T4, luego

conectar el canal 2 al terminal 2 para visualizar la señal de salida.

Regular RV5 y el núcleo de L1-L2 para obtener la mejor onda sinusoidal y

medir la frecuencia.

Canal 1:

Canal 2:

1. ¿Cuánto vale el desfase entre las dos señales visualizadas?

4) vale 180º grados.

Oscilador Hartley con realimentación de emisor.

Poner Vcc = +12V. Conectar los puentes J12, J16, J18, J19, J21, J24, J28,

para realizar el circuito de la figura.

Conectar el canal 1 del osciloscopio al terminal 1.

Regular RV5 para obtener una mejor onda sinusoidal.

Medir la frecuencia de la señal visualizada.

Desplazar el canal 1 en la base T4, conectar el canal 2 en el emisor de

transistor T4 para visualizar la señal de entrada y de salida.

Canal 1:

Canal 2:

2. ¿Cuánto vale el desfase entre las dos señales?

1) El desfase es nulo.

3. En base a la medida de la frecuencia, ¿Cómo vario la capacitancia en la red de

alimentación?

1) La capacidad aumento, se conectó otro condensador en paralelo a C15.

Oscilador Meissner.

Poner Vcc= +12V. conectar los puentes J13, J25, J27, J29, para realizar el

circuito que se muestra en la figura.

Visualizar en el osciloscopio la señal de salida, luego regular RV5 para obtener

una mejor señal sinusoidal, medir la frecuencia de señal de salida.

4. En base a las medidas de frecuencia realizadas y conociendo el valor de los

condensadores C21 y C22, es posible calcular el valor de la inductancia. ¿Cuál

es el valor aproximado de la inductancia?

4) 1 mH.

Cuestionario recapitulativo.

5. ¿el circuito de realimentación en π de un oscilador Hartley está compuesto

por?

2) Un condensador y dos inductancias.

6. ¿Despreciando la inductancia mutua, la condición de oscilación en un oscilador

Hartley debe ser?

1) A= L2/L1

7. Despreciando la inductancia mutua, la condición de oscilación en un oscilador

Hartley debe ser:

3) Fo = 1.12MHz.

8. Despreciando la inductancia mutua, ¿Calcular la pulsación de las oscilaciones

de un circuito oscilador Meissner que presenta un condensador C= 10pF,

L1=L2= 400μH?

2) wo=11.18 x 106 rd /s

Practica #4: Osciladores de Cristal.

Objetivos:

Estudio de un oscilador de cristal de BJT:

Medida de la frecuencia de oscilación.

Análisis del comportamiento inductivo del cristal debido a la oscilación del

sistema.

Frecuencia de oscilación en función de la tensión de alimentación.

Material:

Unidad básica para sistema IPES:

Unidad de alimentación modelo PS1-PSU/EV.

Caja de soporte de los módulos modelo MU/EV.

Unidad de control individual modelo SIS3/EV.

Módulo de experimentación MCM6

Osciloscopio

Frecuencímetro

Nociones teóricas:

Los osciladores de cristal se caracterizan por tener una estabilidad de frecuencia

elevada, obtenida insertando unos cristales de cuarzo piezoeléctricos en la red de

alimentación. Si estos cristales son sometidos a una deformación mecánica, generan

una diferencia de potencial entre sus caras, de lo contrario, la aplicación de una

tensión constante entre sus caras genera una deformación del cristal, que si

eliminamos la tensión aplicada la deformación desaparece, pasando a través de una

serie de estados intermedios según un régimen oscilatorio amortiguado, cuya

frecuencia está relacionada con las características geométricas y mecánicas del

cristal.

En las figuras podemos ver el símbolo gráfico y el diagrama electico equivalente de un

cristal de cuarzo.

El condensador Co tienen en cuenta la capacidad electroestática determinada por las

dos caras metálicas del cristal y por las capacitancias parasitas debidas a los

terminales y a la capsula. La serie R, L y C representan el circuito eléctrico

equivalente, despreciando la resistencia R el cristal está compuesto por componentes

reactivos.

A través del grafico se observa que la impedancia se anula por dos valores de

pulsación, denominados w s y wp que valen:

w s ²=1LCwm ²=

1Lx ( 1C +

1Co )

f s= ws2π

se denomina pulsación en serie.

f p=wp2π

se denomina pulsación en paralelo.

Ejercicios:

Oscilador de cristal

Poner Vcc= +12V. conectar el puente Jcc para obtener el circuito que se

muestra en la figura.

Visualizar en el osciloscopio la señal de salida presente en el terminal 3,

utilizando una sonda 10:1 para limitar su efecto capacitivo.

Medir la frecuencia de señal de salida.

Comprobar el valor de frecuencia medido del cristal con el valor nominal.

1. ¿Cuál es el valor de la frecuencia de la señal de salida?

5)1MHz.

Visualizar en el osciloscopio las señales de salida presentes en el terminal 3 y

en la base de transistor T5.

2. ¿Cuál es el valor aproximado del desfase entre las dos señales visualizadas?

4)180 grados.

3. En base al análisis de las formas de onda y de las tensiones, ¿Cuál es la

variación que se introduce en el oscilador?

5) Se cortocircuita la resistencia R19.

Cuestionario Recapitulativo.

4. ¿El oscilador de cristal se utiliza a menudo cuando se requiere?

3) Una gran estabilidad de frecuencia.

5. ¿La condición de funcionamiento para que un circuito de Pierce oscile es que

el cristal tenga un comportamiento?

2) Inductivo.

6. ¿Cuál podría ser la frecuencia de oscilación f de un oscilador Pierce que utiliza

un cristal caracterizado por fs = 2MHz y fp = 2.01MHz?

3) fs< f < fp

7. ¿La frecuencia de oscilación de un circuito de Pierce esta determinado por?

1) El cristal

CONCLUSION

Katherine Gómez CI. 25345130

En estas prácticas de laboratorio aprendimos el uso de los osciladores, su diversidad e importancia en el campo de la electrónica de las comunicaciones, por ejemplo los osciladores de desplazamiento de fase están constituidos por un amplificador de emisor común, que produce un desfase de la señal de 180º entre la salida (colector) y la entrada (base) en cambio el oscilador hartley es un oscilador sinusoidal con circuito de realimentación LC y el oscilador Meissner utiliza un transformador como bloque de realimentación, también está el oscilador cristal que se caracterizan por tener una estabilidad de frecuencia elevada.