GENERATOARE DE SEMNAL

GENERATOARE DE SEMNAL

MEMORIU JUSTIFICATIV

Circuitele electronice care, in anumite conditii specifice, genereaza semnale se numesc generatoare de semnal.

In functe de conditiile fundamentale de producere a semnalului, generatoarela se pot imparti in doua categorii : oscilatore si generatoare comandate.

Oscilatoarele sunt generatoare de oscilatii electrice intretinute, cu frecvente proprie (care deci functioneaza fara semnal de intrare).

Fata de amplificatoare, oscilatoarele prezinta asemanari si deosebiri. Asemanarea consta in proprietatea comuna de a transforma energia de curent continuu a sursei de alimentare in energie de curent alternativ a semnalului generat. Deosebirea consta, in primul rand, in faptul ca pentru executarea acestei operatii amplificatoarele necesita un semnal de comanda, pe cand oscilatoarele lucreaza fara semnal exterior de comanda. In al doilea rand, semnalul de iesire al unui amplificator are frecventa data de semnalul de intrare, pe cand semnalul generat de oscilator are frecventa data de parametrii circuitelor care il compun.

PARAMETRII OSCILATOARELOR

Ca generatoare de semnal, trebuie sa indeplineasca anumite conditii privind principalii sai parametri si anume:

forma semnalului generat;

domeniul de frecventa in care lucreaza;

stabilitatea frecventei semnalului de iesire;

marimea si stabilitatea amplitudinii semnalului de iesire;

coeficientul de distorsiuni neliniare impuse.

CLASIFICAREA OSCILATOARELOR

Oscilatoarele se pot clasifica dupa urmatoarele criterii:

Dupa forma semnalului pe care il genereaza:

oscilatoare sinusoidale ;

oscilatoare nesinusoidale;

Dupa domeniul de frecventa in care lucreaza:

oscilatoare de joasa frecventa (de audiofrecventa);

oscilatoare de inalta frecventa (de radiofrecventa);

oscilatoare de foarte inalta frecventa;

Dupa principiul de functionare:

oscilatoare cu rezistenta negativa;

oscilatoare cu reactie;

Dupa natura circuitelor care intervin in sructura lor:

oscilatoare RC;

oscilatoare LC;

oscilatoare cu cuart;

CIRCUITE PENTRU GENERAREA IMPULSURILOR

Circuite basculante

Circuitele basculante sunt circuite electronice, prevazute cu o bucla de reactie pozitiva, folosita la generarea impulsurilor. Aceste circuite prezinta in functionare doua stari de durata de obicei inegala : una de acumulare,in care tensiunile si curentii variaza foarte lent si una de basculare, in care au loc variatii foarte rapide ale tensiunilor si curentilor.

Procesul de basculare este un proces cumulativ, care o data amorsat se dezvolta in avalansa. Amorsarea proceselor de basculare se poate face fie cu ajutorul unor semnale de comanda aplicate din exterior, fie in urma unui proces intern de variatie relativ lenta ( de exemplu, descarcarea unui condensator ) care creiaza la un moment dat conditii pentru declansarea proceselor ce duc la basculare.

Dupa numarul de stari stabile pe care le pot prezenta, circuitele basculante se impart in trei categorii :

- circuite basculante astabile : nu prezinta nici o stare stabila ; se caracterizeaza printr-o trecere dintr-o stare in alta, fara interventia unor impulsuri de comanda exterioara.Perioada semnalelor generate depinde de valorilie parametrilor circuitului;

-circuite basculante monostabile:prezinta o singura stare stabila,in care pot ramane un timp indelungat.Cu ajutorul unui impuls exterior comanda ,ele trec intr-o alta stare in care raman un interval de timp determinat de elementele circuitului,dupa care revin la starea initiala;

-circuite basculante bistabile:se caracterizeaza prin doua stari stabile,in care pot ramane un timp inelungat.Trecerea dintr-o stare in alta se face prin aplicarea unui impuls scurt de comanda,din exterior.

Circuitele basculante autoblocate,ca si circuitul numit"trigger Schmitt" sunt variante particulare ale circuitelor enumerate.

Triggerul Schmitt reprezinta un circuit basculant bistabil de structura asimetrica,cu ajutorul caruia,printre alte aplicatii,se pot obtine impulsuri dreptunghiulare din semnale alternative de o forma oarecare,aplicate la intrare.

Circuitul basculant autoblocat este un circuit ce poate functiona atat in regim astabil,cat si in regim monostabil,avand rolul de a obtine impulsuri de amplitudine foarte mare si de durata foarte mica.

2. OSCILATOARE SINUSOIDALE

Acest tip de oscilatoare se caracterizeaza prin faptul ca semnalul generat contine o singura frecventa, avand forma:

u=Um sinωl. 1.1

Valoarea frecventei dorite se poate obttne fie cu ajutorul unui circuit LC acordat (oscilatoare LC), fie prin intermediul unei reactii pozitive selective(oscilatoare RC).

Oscialtoare cu circuite LC

Oscilatoarele LC sunt circuite ce folosesc proprietatile selective ale circuitelor LC.

Principiul de functionare a acestui tip de oscilatoare duce la obtinerea la iesire a unor oscilatii de amplitudine constanta, fortat intretinute.

Tinand seama de faptul ca intr-un circuit LC cu elemente reale(r > 0), datorita pierderilor, amplitudinea oscilatiilor scade treptat pana la zero(oscilatiile se amortizeaza), realizarea unei amplitudini constante, in aceste conditii, se poate face numai compensand pierderile cu ajutorul unei energii corespunzatoare, cnvenabil alese.

In vederea acestei compensari energetice, se pot folosi doua metode:

introducerea in circuit a unui element cu rezistenta negativa

aplicarea, la intrarea amplificatorului, prin intermediul unui cuadripol, a unui semnal de faza, deci folosirea unei reactii pozitive.

Oscilatoare cu rezistenta negativa. Realiyarea acestor oscilatoare are la baza compensarea pierderilor produse in circuitul LC real, cu ajutorul unei rezistente negative, astfel incat, atunci cand rezistenta totala a circuituluidevine zero, acesta sa inceapa sa oscileze pe frecventa sa de rezonanta cu o amplitudine constanta a oscilatiilor.

Un astfel de circuit (fig 1) comporta in ramura inductiva, unde s-a reprezentat separat rezistenta proprie a bobinei, un element de rezistenta negativa.

Tipul oscilatiilor generate depinde de valoarea totala a rezistentei circuitului:

r tot=r L - r n

in care:

r L este rezistenta proprie a bobinei;

r n - rezistenta negativa introdusa in circuit.

Rezistenta totala r tot poate fi:

R tot > 0 :circuitul avand pierderi de enrgie prin caldura,oscilatiile se amortizeaza pana la zero;

r tot = 0 : energia introdusa de elementul exterior compenseaza pierderile, oscilatiile isi pastreaza amplitudinea constanta;

r tot < 0 : oscilatiile cresc treptat, toretic pana la infinit, practic fiind limitate de caracteristicile neliniare ale elementelor active din circuit.

In ceea ce priveste rezistenta negativa introdusa, deoarece elementele fizice nu pot avea valori rezistive negative,se folosesc componentele electronice care prezinta in anumite dommenii rezistente negative, respectiv la care cresterea tensiunii la borne antreneaza scaderea curentului in circuit.

Dintre componentele electronice studiate, prezinta rezistenta negativa dioda tunel, pe domeniul descrescator al caracteristicii de tip N.

In figura 2.2 se redau scheme cu astfel de elemente ce reprezinta rezistenta negativa (notate in fig. 2.2 a prin simbolul N). In figura 2.2 b in circuit a fost inclusa o dioda tunel (DT).

Desi simple din punct de vedere constructiv, oscilatoarele cu rezistenta negativa se folosesc rar, datorita deficientelor legate de gasirea unor elemente cu rezistenta negativa avand o una stabilitate in functionare.

Oscilatoare LC cu reactie. Oscilatoarele LC cu reactie sunt amplificatoare cu reactie pozitiva, avand fie in componenta circuitului de sarcina, fie in cuadripolul de reactie un circuit oscilant alcatuit din bobine si condensatoare.

Aceste oscilatoare se bazeaza pe compensarea pierderilor din circuit prin intermediul unui semnal de reactie pozitiva, adus de la iesirea la intrarea oscilatorului, prin intermediul cuadripolului de reactie.

S-a aratat in capitolul referitor la reactia in amplificatoare ca, un amplificator cu reactie consta dintr-un amplificator cu amplificare A, avand o bucla de reactie, alcatuita dintr-un cuadripol, cu factorul de transfer β.(fig2. 3)

Prin intermediul acestuia, o parte din semnalul de la iesire se readuce la intrarea amplificatorului.

Valoarea amplificarii cu reactie este data de relatia:

( 2.2)

in care:

A este amplificarea circuitului de reactie;

esre factorul de reactie;

A este amplificarea fara reactie;

Din relatia de mai sus rezulta ca daca:

sau:

( 2.3)

atunci amplificarea A este infinita si amplificatorul cu reactie se transforma in oscilator.

Aceasta conditie, de reactie pozitiva, asigura aparitia unui semnal la iesire, fara aplicarea unui semnal de intrare. Explicatia consta in faptul a semnalul dat de cuadripolul de reactie, aplicat la intrarea amplificatorului, reprezinta chiar semnalul necesar pentru intretinerea oscilatiilor.

Desi, teoretic, din relatia stabilita rezulta A infinit, neliniaritatea elementelor active folosite duce la limitarea oscilatiei de iesire, a carei amplitudine este determinata de parametrii elementului reactiv si ai cuadripolului de reactie.

Deoarece atat amplificarea, cat si factorul de transfer sunt redate prin numere complexe, relatia (2.2),denumita si relatia lui Barkhausen, este echivalenta cu doua conditii reale, una referitoare la module, iar cealalta referitoare la faze.

Se stie ca un numar complex z se poate scrie:

, ( 2.4)

in care :

|z| este modulul numarului complex;

este faza sa.

In aceste conditii relatia (2.3) devine:

,

sau:

din care rezulta simultan:

( 2.5)

si , adevarata pentru , deci :

(2.6)

si pentru :

, . (2.6, bis)

Relatiile (2.5) si (2.6) arata ca :

factorul de transfer al cuadripolului de reactie trebuie sa aiba modulul egal cu inversul moduluilui amplificarii

defazajul cuadripolului de reactie trebuie sa fie astfel incat oricare ar fi defazajul introdus de amplificator in circuit, semnalul de reactie aplicat sa fie in faza cu semnalul de la intrarea amplificatorului.

Prima conditie se numeste conditie de amplitudine,iar a doua conditie, referitoare la faza, poarta numele de conditie de faza.

In cazul oscilatoarelor LC, frecventa de oscilatie este data de parametrii circuitului oscilant, avand valoarea:

. (2.7)

Circuitul oscilant ce caracterizeaza frecventa de oscilatie fiind montat fie ca circuit de sarcina al amplificatorului, fie drept cuadripol de reactie, rezulta ca acest tip de oscilatoare pot fi elemente selectative atat amplificatorul (pentru primul caz) cat si cuadripolul de reactie (in cel de-al doilea caz).

Domeniul de lucru al acestor oscilatoare este cel al frecventelor inalte, pentru care se pot realiza relativ usor bobine cu inductivitate L mica. Circuitele folosesc de obicei ca amplificator un singur element activ.

Dupa montajul folosit pentru asigurarea reactiei, oscilatoarele se clasifia in:

oscilatoare in trei puncte;

oscilatoare cu cuplaj magnetic;

oscilatoare cu cuart.

2.3 Oscilatoare in trei puncte. La acest tip de oscilatoare, cele trei impedante, ce constituie sarcina amplificatorului si cuadripolului de reactie, se conecteaza la cei trei electrozi (˝cele trei puncte˝) ai elementului activ (tranzistor).

Conectarea se face astfel incat unul din electrozi, comun la doua din impedante, sa fie in acelasi timp conectat la potentialul masei. In multe scheme se leaga la masa emitorul tranzistorului respectiv (fig 2.4), obtinandu-se tensiunile de iesire si de reactie indicate in figura 2.4, b (unde s-au prezentat numai schemele echivalente de curent alternativ).

Pentru oricare tip de oscilator aspectele cele mai importante sunt:

relatia pe care trebuie sa o indeplineasca parametrii circuitului prntru a asigura intrarea in oscilatie (amorsarea ascilatiilor);

valoarea frecventei.

Determinarea acestor probleme se face impunand elementelor etajului cele daua conditii ce rezulta din relatia Barkhausen : conditia de amplitudine (2.5) si conditia de faza (2.6 ).

Amplificarea unui amplificator, scrisa in complex, se poate exprima in functie de panta (S) a tranzistorului folosit si de impedanta de sarcina () a montajului :

pentru montajul din figura 2.4, b, impedanta de sarcina rezulta din conectarea in paralel a impedantelor si :

(2.9)

si deci :

.

Factorul de transfer al cuadripolului de reactie, scris tot in forma cpmplexa, este :

, (2.10)

in care tensiunea de iesire se obtine pe in divizorul potentiometric format de si , la bornele carora se aplica tensiunea .

Inlocuind valorile obtinute in relatia generala ( ) scrisa in complex, se obtine :

.

sau, dupa simplificari :

, (2.11)

din care rezulta :
. (2.12)

Relatia de mai sus reprezinta conditia de oscilatie, scrisa in complex, a oscilatoarelor, ˝in trei puncte˝.

Considerand cele doua impedante si de acelasi tip si cu pierderi mici (<<, respectiv <<), se observa ca oricare ar fi natura impedantelor (inductiva sau acpacitiva), produsul este un numar real si negativ. In adevar :

, ;

, ;

.

Cu aceasta observatie, relatia (2.12 ) se poate scrie :

. (2.13,a)

Daca se noteaza :

,

se obtine :

. (2.13 b)

Relatia este satisfacuta numai daca, simultan, atat partea reala cat si cea imaginara sunt nule.Deci :
,

de unde :

, (2.14)

reprezinta conditia de minima de amorsare a oscilatiilor. Se observa ca panta tranzistorului (S) trebuie sa fie cu atat mai mare, cu cat rezistenta totala a circuitului esre mai mare.

A doua conditie, pusa partii imaginare, duce la relatia :

,

, (2.15)

ceea ce, tinand seama ca impedantele si sunt de aceeasi natura, arata ca este de natura opusa acestora. Rezulta deci ca oscilatoarele in trei puncte pot avea constructiv doua variante :

- si de natura capacitiva, iar de natura inductiva (fig 2.5*) : oscilator cu filtru trece-jos sau de tip Colpitts;

- si de natura inductiva, iar de natura capacitiva (fig2.6*) : oscilator cu filtru trece-sus sau de tip Hartley.

Pentru fiecare tip de oscilator, conditia (2.15 ) duce la determinarea frecventei de oscilatie.

Astfel, pentru oscilatorul de tip Colpitts (fig 2.5) in care :

; , , (2.16)

conditia (2.15 ) devine :,

sau

.

Notand :

, (2.17)

in care C este capacitatea echivalenta pentru circuitul format din se obtine :

sau :

,

din care rezulta :

, respectiv . (2.18)

Se observa ca (frecventa de oscilatie) este chiar frecventa de reyonanta a circuitului acordat, format din L si C. Cu aceasta valoare se obtine pentru panta S (v. relatia 2,14) valoare minima :

. (2.19)

In cazul oscilatorului de tip Hartlez (fig2,6) :

 ;  ; .

Cu aceleasi procedee, rezulta :

, (2.20)

in care :

si valoarea minima a pantei este :

. (2.21)

Trebuie subliniat ca relatiile de mai sus sunt valabile in momentul intrarii sistemului in oscilatie, atunci cand tranzistorul functioneaza in clasa A. Dupa ce oscilatorul incepe sa genereze oscilatii, tranzistorul trece in clasa B sau chiar in clasa C, limitarea amplitudinii aparand ca urmare a neliniaritatii caracteristicilor oscilatorului.

Cerinta de panta S mare (relatia 2.14) impune alegerea unor reactante cat mai mici. Acest lucru inseamna un cuplaj cat mai slab al tranzistorului cu circuit acordat. Printr-un cuplaj mai slab se evita si influenta variatiilor capacitatilor sau rezistentelor de intrare si iesire ale tranzistorului asupra frecventei de oscilatie.

Pentru reducerea cuplajului, tranzistorul se conecteaza la circuitul oscilant prin prize create pe bobina de acord sau prin introducerea partiala a condensatorului de acord, inseriind trei condensatoare. In acest fel, schemele din figurile 2.5 si 2.6 Se modifica, capatand aspectul din figura 3.7

Oscilatorul de acest tip,derivand dintr-un oscilator Colpitts se numeste oscilator de tip Clapp. Acesta prezinta o mare stabilitate a frecventei, daca sunt indeplinite conditiile :

si . (2.22)

Oscilatoare cu cuplaj magnetic. Oscilatoarele din aceasta categorie au in componenta lor un amplificator si un cuadripol de reactie, intre care semnalul de reactie se transmite inductiv de la un circuit oscilant acordat la o bobina de reactie sau invers.

La aceasta categorie de oscilatoare se pot astfel deosebi doua tipuri :

un tip de oscilatoare cu cuplaj magnetic la care sarcina amplificatorului este circuitul oscilant acordat (CO) si cuadripolul este sub forma unei bobine de reactie (fig2.8 a);

alt tip de oscilatoare avand ca sarcina a amplificatorului o bobina si drept cuadripol de reactie un circuit acordat CO (fig 2.8b).

Oricare ar fi situatia, frecventa de oscilatie a oscilatorului este frecventa de rezonanta a circuitului acordat,determinata de valorile parametrilor sai L si C. Rezulta ca proprietatile selecive ale oscilatorului in privintei unice de lucru (la un montaj dat)se pot datora fie amplificatorului (daca CO reprezinta sarcina sa), fie cuadripolului de reatie (daca acea este constituit din CO respectiv).

Conditia Barkhausen referitoare la faza (relatia 2.6), respectiv conditia de reactie pozitiva, se realizeaza practicprintr-o conectare corecta a inceputurilor de infasurare ale celor doua bobine cuplate.

In schema echivalenta din figura 2.9 se reprezinta stuctura amplificator-cuadripol de reactie pentru tipul de oscilator avand circuitul oscilant in colector. Conditia de amorsare a oscilatiilor se poate deduce aplicand relatia Barkhausen referitoare la amplitudini :

(relatia 2.5)

si tinand seama ca :

si , (2.23)

rezulta :

Circuitul acordat LC derivatie din colector prezinta la rezonanta o impedanta de tip rezistiv:

Z= (2.25)

si deci tensiunea de iesire U =SZU=SU (2.26)

Curentul ce circula prin bobina circuitului oscilant (in modul) este:

I==== (2.27)

Cu o conectare corespunzatoare a inceputurilor bobinelor si L, astfel ca transformatorul sa inverseze faza, tensiunea indusa in secundar este:

U=MI (2.28)

in care M reprezinta inductanta mutuala a transformatorului.

Prin inlocuirea relatiilor (2.27) si (2.28) se obtine intre modulele tensiunilor urmatoarea relatie:

U=M=U (2.29)

si deci conditia (2.24) de amorsare a oscilatiilor devine:

=1 (2.30.a)

sau

S= (2.30.b)

reprezentand valoarea minima pe care trebuie sa o aiba panta unui tranzistor pentru ca montajul sa oscileze.

Conditia de faza (relatia 2.6) este indeplinita prin faptul ca tranzistorul introducand un defazaj de 180 si transformatorul inversand de asemenea faza cu 180(asa cum s-a specificat inainte), reactia formata este pozitiva, aducand semnalul de reactie in faza cu cel de intrare.

Stabilitatea frecventei oscilatoarelor cu reactie.O problema importanta care apare la oscilatoare este stabilitatea frecventei oscilatiilor.Frecventa de oscilatie fiind determinata de inductanta si de capacitatea circuitului acordat, orice variatie a acestora duce la variatia frecventei de lucru.Cele mai importante cauze care pot provoca variatia parametrilor LC ai circuitului sunt:

-variatia de temperatura a mediului ambiant;

-variatia tensiunilor de alimentare;

-schimbare in timp a valorilor LC ale circuitului.

Pentru a obtine oscilatoare de mare stabilitate se pot folosi fie metode de componente,fie metode de protectie:

-metodele de compensare presupun folosirea termistoarelor pentru a mentine curentul constant la variatiile de temperatura si a varistoarelor pentru a mentine curentul constant la variatiile de tensiune(in anumite limite).

-metodele de protectie presupun introducerea elementelor circuitului acordat intr-un termostat care mentine temperatura constanta.

In oricare din cazuri cuplajul elementului activ cu circuitul acordat se face cat mai slab cu putinta.

La oscilatoarele lucrand pe o frecventa fixa se poate ameliora stabilitatea folosind pentru frecvente inalte cristalul de cuart.

2.5 Oscilatoare cu cristal de cuart. Anumite materiale cum sunt cuartul, turmalina, sarea Seignette si altele, taiate si anumite moduri, prezinta proprietati piezoelectrice.Aceste proprietati constau in aceea ca,aplicand placutei o tensiune electrica ea isi modifica dimensiunile, iar aplicand placutei forte mecanice apar sarcini electrice de anumit tip pe fetele solicitate mecanic.

Se constata experimental ca o placuta de cuart, impreuna cu electrozii respectivi, se comporta intr-un montaj oarecare ca un circuit RLC, de tipul reprezentat in figura 2.10,b

Elementele schemei echivalente au semnificatiile:

L-echivalentul electric al masei cristalului;

C-echivalentul electric al masei cristalului;

R-echivalentul electric al pierderilor prin frecare;

C-capacitatea monturii,capacitatea dintre electrozi.

Circuitul are doua frecvente de rezonanta, din care una serie si alta derivatie. Circuitul poseda cel putin doua caracteristici esentiale:

-rezistenta de pierderi R este mult mai mica decat reactanta X, astfel incat factorul de calitate al circuitului este foarte mare, putand atinge valori de ordinul sutelor de mii. ( Q=);

-valorile parametrilor R, L, C,C sunt foarte stabile in timp si inflentate putin de elementele de circuit.

Aceste caracteristici explica marea stabilitate a oscilatoarelor cu cuart. Intre frecventa de rezonanta serie(mai mica) si frecventa de rezonanta derivatie, cristalul se comporta inductiv.

De aceea , el poate inlocui inductanta dintr-un oscilator Colpitts, obtinandu-se un oscilator de foarte mare stabilitate.In figura 2.11 se arata o schema electrica de oscilator Colpitts cu cristal de cuart.

Avantajele oscilatoarelor cu cuart constau in obtinerea unei bune stabilitati a frecventei si intr-o constructie simpla si robusta. Dezavantajul consta in aceea ca nu pot lucra decat pe frecvente fixe, caracteristice cristalului utilizat, cuprinse intre 100 kHz si 40 MHz ; la frecvente mai joase dimensiunile placii de cuart devin prea mari, iar la frecvente mai inalte ar fi necesare placi prea subtiri, care ar deveni fragile.

3 Oscilatoare RC

In domeniul frecventelor de peste 100 kHz, oscilatoarele LC se pot realiza cu bobine si condensatoare de valori usor de construit, cu rezistente de pierderi mult mai mici decat reactantele respective, deci cu factorii de calitate ridicati, asigurand o buna stabilitate a frecventei.

La frecvente de ordinul zecilor de kiloherti apar dificultati in realizarea oscilatoarelor, impunandu-se valori mari atat inductantelor bobinelor, cat si capacitatii condensatoarelor. In aceste conditii nu mai pot fi folosite condensatoare variabile, ci fixe, iar bobinele au un numar mare de spire, rezistenta de pierderi mare si deci un factor de calitate slab.

La frecventa de ordinul kilohertilor si mai mici, practic nu se mai pot folos oscilatoare de tip LC.

In aceste conditii, in domenilu frecventelor joase (herti-zeci de kiloherti) se utilizeaza oscilatoare cu reactie pozitiva selectiva, avand cuadripolul de reactie din rezistente si condensatoare. Aceste oscilatoare se numesc oscilatoare RC.

In cazul oscilatoarelor RC se pun aceleasi probleme ca si in cazul oscilatoarelor cu reactie studiate anterior. Parametrii lor trebuie sa indeplineasca conditia Barkhausen (deci atat conditia de amplitudine, cat si cea de faza). Spre deosebire de oscilatoarele LC, la care frecventa de lucru este frecventa de rezonanta a circuitului oscilant LC, in cazul oscilatoarelor RC frecventa semnalului generat este acea frecventa pentru care, datorita reactiei pozitive, amplificarea circuitului devine infinita. Ea se afla impunand relatia (2,6) (conditia de faza), deoarece defazajele introduse de diverse elemente din circuit depind de frecventa si relatia (2,6) dintre aceste defazaje este satisfacuta numai pentru o singura frecventa, egala cu frecventa de oscilatie.

Conditia de amplitudine da, ca si in cazurile anterioare, relatiile ce trebuie sa existe intre marimile caracteristice amplificatorului si cele ala cuadripolului de reactie pentru a asigura amorsarea oscilatiilor.

Oscilatoarele RC se pot clasifica dupa urmatoarele criterii :

Dupa numarul de tranzistoare folosite ca amplificatoare, oscilatoarele RC pot fi :

oscilatoare RC cu un singur tranzistor ;

oscilatoare RC cu doua tranzistoare ;

Dupa configuratia cuadripolului de reactie, oscilatoarele RC pot fi :

cu retea de defazare trece-sus (fig3,1);

cu retea de defazare trece-jos (fig3,2);

cu punte Wien (fig3,3);

cu punte dublu T (fig3.4).

Oscilatoare RC cu un singur tranzistor. Caracteristic acestei categorii este faptul ca tranzistorul introduce un defazaj de , ceea ce pentru respectarea conditiei de faza (2.6) impune si retelei de defazare crearea aceluiasi defazaj de .

Se poate pune problema gasirii numarului minim de celule RL care indeplinesc conditia obtinerii acestui defazaj. In fiecare celula RL, datorita pierderilor date de elementul pozitiv, unghiul dintre tensiunea la bornele circuitului si curentul prin circuit este mai mic decat ( , in care ). In aceste conditii este evident ca doua nu pot realiza defazajul de dorit si deci numarul minim de celule RL necesare este de trei. Folosind elemente respectiv egale, se pot gasi valorile acestora pentru care defazajul unei celule RC sa fie de si deci defazajul total sa fie de radiani ().

In ceea ce priveste conditia de amplitudine, satisfacerea acesteia duce la aflarea valorilor minime ale parametrilor tranzistoarelor pentru care montajul oscileaza.

In cazul schemelor din figurile 3.1 si 3.2, punand conditia ca factorul de reactie sa fie real si negativ, se obtin formulele :

(3.1)

pentru reteaua trece-sus si pentru reteaua trece-jos :

. (3.2)

In ambele cazuri, rezistenta R' din schemele echivalente din figurile 3.1,b si 3.2 b se calculeaza impunand conditia ca rezistenta echivalenta a circuitului format din R' in serie cu sa fie egala cu R :

. (3.3)

Pentru <<R, formulele se simplifica, obtinandu-se :

pentru reteaua trece-jos :

; (3.4)

pentru reteaua trece-sus :

. (3.5)

Din relatia referitoare la amplitudine (2,5) se obtine, pentru tranzistorul folosit ca amplificator, conditia pentru factorul sau de amplificare in curent :

(3.6)

Oscilatoare RC cu doua tranzistoare. In cazul folosirii a doua tranzistoare, al caror defazaj insumat este de , cuadripolul de reactie trebuie sa introduca un defazaj sau , conform relatiei (2.5).

Pentru schema din figura 3.3, din schema echivalenta se observa ca expresia factorului de reactie (in complex) este:

. (3.7)

Inversand ambele parti ale egalitatii, se obtine:

. (3.8)

Exprimand impedantele si in funtie de elementele lor componente si tinand seama ca:

, (3.9)

,

se obtine:

. (3.10)

Dar din relatia (2.6), in care : (3.11)

,

rezulta:

.   

Folosind forma trigonometrica a numerelor complexe, se poate scrie:

(3.13)

Se observa ca este un numar real si pozitiv. Deci, anuland in expresia (3.9) partea imaginara a expresiei, rezulta:

, (3.14)

(3.15)

si deci amplificarea minima a tranzistorului trebuie sa indeplineasca relatia:

A=3. (3.16)

4. GENERATOARE COMANDATE

Aceasta categorie de generatoare furnizeaza semnal de iesire, atunci cand la intrare li se aplica un anumit semnal de comanda. Majoritatea acestor tipuri de generatoare lucreaza cu comanda in impulsuri. Circuitele care genereaza impulsuri sau care actioneaza asupra impulsurilor, schimbandu-le forma, durata, perioada, pozitia sau alti parametrii, se numesc circuite pentru impulsuri.

IMPULSURI

Prin impuls se intelege o variatie rapida de tensiune sau de curent, care dureaza un timp scurt in comparatie cu perioada de succesiune a acestor variatii, precum si cu procesele tranzitorii pe care ele le produc in circuite. έ