Oscilator in conexiune GC/BC

Oscilator in conexiune GC BC

Schema de principiu este prezentata in fig. 13.

Fig. 13 Oscilator in conexiune GC

Din figura rezulta ca amplitudinea oscilatiilor la iesire:

(48)

nu poate depasi valoarea limita:

. (49)

Tensiunea intre electrozii de intrare se determina cu relatia (43), astfel incat amplificarea in tensiune va fi:

,

iar valoarea coeficientului de priza:

Conductanta de sarcina optima se determina cu relatia (46), unde - tensiunea continua intre electrozii de iesire va avea valoarea:

. (52)

Cunoscand valoarea conductantei optime de sarcina putem stabili conductanta reala de sarcina pe baza reletiei (47), pe baza careia vom determina:

conductanta echivalenta a circuitului oscilant:

(53)

conductanta echivalenta a circuitului oscilant in gol:

. (54)

Pentru un factorul de calitate al circuitului oscilant in gol masurat practic, putem determina:

valoarea reactantei :

; (55)

factorul de calitate echivalent:

; (56)

valoarile reactantelor si :

; .

Studiu de caz. Sa se proiecteze un oscilator Colpitts folosind tranzistorul cu efect de camp BF254 in montaj grila comuna, casa A, pornind de la urmatoarele date initiale:

Stabilirea punctului static de functionare Tranzistorul functionand in clasa A () vom putea realiza polarizarea automata prin intermediul rezistentei de sursa R. Conform relatiilor (43) si (45) rezulta:

tensiunea intre electrozii de intrare:

tensiunea de polarizare: .

Acestei tensiuni de polarizare ii corespunde, din caracteristica de transfer, un curent de drena , astfel incat vom obtine:

caderea de tensiune pe rezistenta de sursa:

rezistenta de sursa: ,

tensiunea drena sursa:

Calculul performantelor si elementelor de circuit in curent alternativ Conform relatiilor (49)-(51) rezulta:

amplitudinea oscilatiilor: ;

amplificarea in tensiune: ;

coeficientului de priza: ;

conductanta de sarcina optima:

;

conductanta de sarcina reala: .

Consideram .

conductanta echivalenta: ;

conductanta echivalenta a circuitului oscilant in gol:

;

valoarea reactantei : ,

valoarea rezistentei de pierderi a bobinei: .

Fiind vorba de un oscilator Colpitts aceasta reactanta va avea caracter inductiv , astfel incat putem determina:

valoarea lui pentru ca frecventa de oscilatie sa fie de 1 MHz:

factorul de calitate echivalent:

valoarea reactantei , care va avea caracter capacitiv:

,

de unde, pentru frecventa de oscilatie de 1 MHz obtinem:

valoarea reactantei, de acelasi tip cu (capacitiv):

de unde, pentru frecventa de oscilatie de 1 MHz obtinem:

In aceste conditii schema de principiu a oscilatorului va fi cea prezentata in fig. 14 a).

a) b)

c)

Fig. 14 Oscilator Colpitts cu TEC in montaj GC

a) Schema de principiu; b) Rezultatele simularii cu reprezentre

in domeniul frecventa; c) in domeniul timp

Dupa cum se observa din figura, s-a optat pentru o alimentare in curent continuu de tip serie in circuitul de drena, prin intermediul inductantei , iar grila tranzistorului a fost conectata direct la masa. Rezultatele obtinute in urma simularii in PSPICE, prezentate in fig. 14 b) si c), confirma corectitudinea calculelor efectuate.

Avand in vedere ca tranzistorul functioneaza in montaj grila comuna (amplificare supraunitara), clasa A, se justifica amorsarea destul de rapida a oscilatiilor si intrarea in regim permanent dupa aproximativ Prezenta armonicelor de ordin superior se explica prin faptul ca elementul activ functioneaza in regim de semnal mare, existenta unei inductantei in circuitul de drena, prin energia pe care o acumuleaza, permite obtinerea unei amplitudini maxime posibile a oscilatiilor de iesire, aproximativ egala cu valoarea tensiunii sursei de alimentare.