Osciladores LC.
El oscilador LC es un tipo de oscilador en el que se utiliza un circuito tanque LC (inductor-capacitor) para dar la retroalimentación positiva necesaria para mantener las oscilaciones. El circuito tanque LC también se denomina circuito resonante LC o circuito sintonizado LC. De acuerdo con el criterio de Barkhausen para las oscilaciones sostenidas, un circuito mantendrá oscilaciones estables sólo para las frecuencias en las que la ganancia de bucle del sistema es igual o mayor que 1 y el desplazamiento de fase entre la entrada y la salida es 0 o un múltiplo integral de 2π. Los osciladores LC pueden realizarse utilizando BJT, FET, MOSFET, opamp, etc. Las aplicaciones típicas de los osciladores LC incluyen generadores de señales de RF, mezcladores de frecuencia, sintonizadores, generadores de ondas sinusoidales, moduladores de RF, etc. Antes de entrar en los osciladores LC en detalle vamos a echar un vistazo al circuito tanque LC.
Circuito tanque LC.
Aunque el circuito tanque original significa un condensador y un inductor conectados en paralelo, el interruptor y una fuente de tensión se incluyen en el circuito para facilitar la explicación. Inicialmente se supone que el interruptor S está en la posición 1. El condensador se cargará a una tensión V que es la fuente de tensión. Supongamos que el interruptor se mueve a la posición 2 como se muestra en la figura siguiente.
El condensador C comenzará a descargarse a través del inductor L. La tensión a través del condensador comenzará a disminuir y la corriente a través del inductor comienza a aumentar. El aumento de la corriente crea un campo electromagnético alrededor de la bobina y cuando el condensador está completamente descargado, la energía electrostática almacenada en el condensador se transfiere completamente a la bobina como campo electromagnético. Al no haber más energía en el condensador para mantener la corriente a través de la bobina, el campo alrededor de la bobina comienza a caer y la corriente a través de la bobina tiende a disminuir. Debido a la inducción electromagnética, el inductor generará una contrafase igual a L(di/dt) para oponerse al cambio de corriente. Cuando el condensador está completamente cargado, la energía almacenada en el inductor como campo electromagnético se traslada al condensador como campo electrostático. Entonces el condensador comienza a descargarse de nuevo y el ciclo se repite. Esta transferencia cíclica de energía entre el condensador y el inductor es la razón detrás de la producción de oscilaciones en el circuito del tanque.
Si se utilizan un condensador y un inductor ideales, estas oscilaciones se mantendrán hasta el final del tiempo. Pero en el caso práctico el inductor tendrá alguna resistencia óhmica y el condensador tendrá alguna cantidad de fuga. Estas imperfecciones desperdiciarán cierta cantidad de energía entre los ciclos, lo que resultará en la pérdida de amplitud paso a paso y finalmente las oscilaciones se extinguirán. Este descenso gradual de la amplitud que tiende a la muerte de una oscilación se llama amortiguación. Las oscilaciones producidas en un circuito tanque LC amortiguado tendrán el aspecto que se muestra en la figura siguiente.
En un oscilador LC práctico, además del criterio de Barkahusen debe haber algún medio para compensar la energía perdida en el circuito tanque. La aplicación de elementos activos como BJT, FET, opamp, etc en el oscilador LC es una forma de cumplir con todos estos requisitos. El elemento activo en un circuito oscilador LC tiene tres trabajos esenciales.
- Dar la ganancia necesaria.
- Ayudar a alcanzar las condiciones de retroalimentación positiva requeridas.
- Compensar la energía perdida en el circuito tanque.
Osciladores LC y tipos.
Oscilador de colector sintonizado.
El oscilador de colector sintonizado puede decirse que es el tipo básico de osciladores LC. Aquí un transformador y un condensador conectados en paralelo a través del circuito colector del oscilador. El primario del transformador y el condensador forman el circuito tanque esencial. El secundario del transformador devuelve una fracción de las oscilaciones producidas en el circuito tanque a la base del transistor. El diagrama del circuito de un oscilador de colector sintonizado típico se muestra en la figura siguiente.
Oscilador de base sintonizada.
El oscilador de base sintonizada es un tipo de oscilador de transistor LC en el que el circuito sintonizado se coloca entre la base y la masa del transistor. La bobina primaria de un transformador y un condensador forman el circuito sintonizado. La bobina secundaria del transformador se utiliza para la retroalimentación. El diagrama del circuito de un oscilador de base sintonizada se da en la figura siguiente.
Oscilador de Hartley.
Oscilador Colpitts.
Oscilador Clapp.
