En general, el oscilador es un dispositivo electrónico que se utiliza para cambiar la energía de CC en energía de CA con una alta frecuencia donde la frecuencia varía de Hz a algunos MHz. Un oscilador no necesita ninguna fuente de señal exterior, como un amplificador. En general, osciladores están disponibles en dos tipos sinusoidal y no sinusoidal. Las oscilaciones generadas por los osciladores sinusoidales son ondas sinusoidales formadas a una frecuencia y amplitud estables, mientras que las oscilaciones generadas por los no sinusoidales son formas de onda complejas como triangular, onda cuadrada y diente de sierra. Entonces, este artículo analiza una descripción general de un transistor como oscilador o oscilador de transistores – trabajar con aplicaciones.
Definir oscilador de transistores
Cuando un transistor actúa como un oscilador con retroalimentación positiva adecuada, se lo conoce como un oscilador de transistor. Este oscilador genera oscilaciones no amortiguadas continuamente para cualquier frecuencia deseada si los circuitos del tanque y de retroalimentación están conectados correctamente.
Diagrama del circuito del oscilador del transistor
El diagrama de circuito del oscilador de transistor se muestra a continuación. Al usar este circuito, podemos explicar simplemente cómo utilizar un transistor como oscilador. Este circuito está separado en tres partes como la siguiente.
Circuito Tanque
El circuito del tanque genera oscilaciones que se cambian con el transistor y genera una salida amplificada dentro del lado del colector.
Circuito amplificador
Este circuito se utiliza para amplificar las diminutas oscilaciones sinusoidales disponibles dentro del circuito base-emisor y la salida se produce en forma amplificada.
Circuito de retroalimentación
El circuito de retroalimentación es una sección muy importante en este circuito porque, para un amplificador, requiere algo de energía para amplificar en el circuito del tanque. Entonces, la energía del circuito colector se retroalimenta al circuito base usando el fenómeno de inducción mutua. Al usar este circuito, la energía se retroalimenta desde la salida a la entrada.
Funcionamiento del transistor como oscilador
En el circuito del oscilador del transistor anterior, el transistor se usa como un circuito CE (emisor común) donde el emisor es común a los terminales de la base y del colector. Entre los terminales de entrada del emisor y la base, se conecta un circuito de tanque. En el circuito del tanque, el inductor y el capacitor están conectados en paralelo para generar oscilaciones dentro del circuito.
Debido a las oscilaciones de voltaje y carga dentro del circuito del tanque, el flujo de corriente en el terminal base fluctúa, por lo que la polarización directa de la corriente base cambia periódicamente y luego la corriente del colector también cambia periódicamente.
Las oscilaciones de LC son de naturaleza sinusoidal, por lo que tanto la corriente de la base como la del colector varían sinusoidalmente. Como se muestra en el diagrama, si la corriente en el terminal del colector cambia sinusoidalmente, el voltaje de salida obtenido puede escribirse simplemente como Ic RL. Esta salida se considera una salida sinusoidal.
Una vez que dibujemos un gráfico entre el tiempo y el voltaje de salida, la curva será sinusoidal. Para obtener oscilaciones continuas dentro del circuito del tanque, necesitamos algo de energía. Pero en este circuito no hay fuente de CC ni batería disponible.
Entonces conectamos L1 y L2 inductores dentro de los circuitos colector y base utilizando una varilla de hierro dulce. Entonces, esta varilla conectará el inductor L2 al inductor L1 debido a su inducción mutua. Una parte de la energía dentro del circuito colector se conectará al lado de la base del circuito. Por lo tanto, la oscilación dentro del circuito del tanque se mantiene y se amplifica continuamente.
Condiciones de oscilación
El circuito del oscilador del transistor debe seguir lo siguiente
- El cambio de fase del bucle debe ser de 0 y 360 grados.
- La ganancia del bucle debe ser >1.
- Si una señal sinusoidal es una salida preferida, entonces una ganancia de bucle > 1 hará que el o/p se sature rápidamente en ambos picos de forma de onda y genere una distorsión inaceptable.
- Si la ganancia del amplificador es >100, hará que el oscilador limite ambos picos de forma de onda. Para cumplir con las condiciones anteriores, el circuito oscilador debe incluir algún tipo de amplificador, así como una parte de su salida, que debe ser realimentada a la entrada. Para conquistar las pérdidas dentro del circuito de entrada, utilizamos el circuito de retroalimentación. Si la ganancia del amplificador es <1, entonces el circuito del oscilador no oscilará y si es > 1, entonces el circuito oscilará y generará señales distorsionadas.
Tipos de oscilador de transistores
Hay diferentes tipos de osciladores disponibles, pero cada oscilador tiene la misma función. Entonces generan una salida continua sin amortiguar. Pero cambian en el suministro de energía al circuito oscilatorio o del tanque para cumplir con los rangos de frecuencia y las pérdidas en las que se utilizan.
Los osciladores de transistores que usan circuitos LC como sus circuitos oscilatorios o de tanque son extremadamente populares para producir salidas de alta frecuencia. Los diferentes tipos de osciladores de transistores se analizan a continuación.
Oscilador Hartley
El oscilador Hartley es un tipo de oscilador electrónico que se utiliza para determinar la frecuencia de oscilación a través de un circuito sintonizado. La característica principal de este oscilador es que el circuito sintonizado incluye un solo capacitor conectado en paralelo a través de dos inductores en serie y la señal de retroalimentación requerida para la oscilación se obtiene de la conexión central de los dos inductores. El oscilador Hartley es apropiado para oscilaciones en el rango de RF de hasta 30 MHz. Para saber más sobre este oscilador haga clic aquí – oscilador Hartley.
Oscilador de cristal
El oscilador de cristal de transistor se aplica en diferentes áreas de la electrónica y la radio. Estos tipos de osciladores desempeñan un papel clave al proporcionar una señal CLK económica para usar en un circuito lógico o digital. En otros ejemplos, este oscilador puede usarse para proporcionar una fuente de señal de RF constante y precisa. Por lo tanto, estos osciladores son utilizados con frecuencia por radioaficionados o radioaficionados dentro de los circuitos de transmisores de radio, donde sea que puedan ser más efectivos. Para saber más sobre este oscilador haga clic aquí – Oscilador de cristal.
Oscilador de Colpitt
El oscilador Colpitts es bastante opuesto al oscilador Hartley, excepto que los inductores y los condensadores se reemplazan entre sí dentro del circuito del tanque. El principal beneficio de este tipo de oscilador es que al disminuir la autoinductancia mutua en el circuito del tanque, se mejora la estabilidad de frecuencia del oscilador. Este oscilador genera frecuencias muy altas basadas en señales sinusoidales. Estos osciladores tienen estabilidad de alta frecuencia y pueden soportar temperaturas altas y bajas. Para saber más sobre este oscilador haga clic aquí – oscilador colpitts
Oscilador de puente de Wien
El oscilador de puente de Wien es un oscilador de frecuencia de audio que se usa con frecuencia debido a sus importantes características. Este tipo de oscilador está libre de fluctuaciones, así como de la temperatura ambiente del circuito. El principal beneficio de este tipo de oscilador es que la frecuencia cambia de 10 Hz a 1 MHz. Entonces, este circuito oscilador brinda una buena estabilidad de frecuencia. Para saber más sobre este oscilador haga clic aquí – Oscilador de puente de Wien.
Oscilador de cambio de fase
El oscilador de cambio de fase RC es un tipo de oscilador donde se usa una red RC simple para proporcionar el cambio de fase necesario hacia la señal de retroalimentación. Similar al oscilador Hartley & Colpitts, este oscilador utiliza una red LC para proporcionar la retroalimentación positiva requerida. Este oscilador tiene una excelente estabilidad de frecuencia y genera ondas sinusoidales puras en una amplia gama de cargas. Para saber más sobre este oscilador haga clic aquí – Oscilador de cambio de fase RC
Rangos de frecuencia de diferentes osciladores de transistores son:
- Puente de Viena (1 Hz a 1 MHz),
- oscilador de cambio de fase (1 Hz a 10 MHz),
- Oscilador Hartley (10kHz a 100MHz),
- Colpitaciones (10kHz a 100MHz) y
- oscilador de resistencia negativa >100MHz
Oscilador de transistores con circuito resonante
Un oscilador de transistor que usa un circuito resonante que incluye un inductor y un capacitor dentro de una serie generará oscilaciones de frecuencia. Si se duplica un inductor y se cambia el capacitor a 4C, entonces la frecuencia viene dada por
La expresión de frecuencia anterior se usa para la frecuencia de las oscilaciones LC dentro de un circuito LC en serie. Después de eso, encontrar las dos frecuencias como la relación f1 y f2, y sustituir los cambios dentro de los valores de inductancia y capacitancia, la frecuencia 'f2' se puede encontrar en términos de 'f1'.
La relación de dos frecuencias (f1 y f2)
Aquí 'L' se duplica y 'C' se cambia a 4C
Sustituyendo estos valores en la ecuación anterior, entonces podemos obtener
Si encontramos la frecuencia 'f2' en términos de la frecuencia 'f1', entonces podemos obtener la siguiente ecuación 
Aplicaciones
los aplicaciones de un transistor como oscilador Incluya lo siguiente.
- Se utiliza un oscilador de transistor para generar oscilaciones constantes no amortiguadas para cualquier frecuencia deseada si los circuitos oscilatorios y de retroalimentación están conectados correctamente a él.
- El oscilador de puente Wien es muy utilizado en pruebas de audio, pruebas de distorsión de amplificadores de potencia y también se utiliza para la excitación del puente de CA.
- El oscilador Hartley se utiliza en receptores de radio.
- El oscilador de Colpitt se utiliza para generar señales de salida sinusoidales con frecuencias extremadamente altas.
- Estos se utilizan ampliamente en instrumentación, computadoras, módems, sistemas digitales, marinos, en sistemas de bucle de enganche de fase, sensores, unidades de disco y telecomunicaciones.
Por lo tanto, todo esto se trata una descripción general del transistor oscilador - tipos y sus aplicaciones. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuál es la función de un oscilador?
