osciladores LC.
oscilador LC é um tipo de oscilador onde um circuito de tanque LC (indutor-capacitor) é usado para dar a realimentação positiva necessária para sustentar as oscilações. O circuito do tanque LC também é chamado de circuito ressonante LC ou circuito afinado LC. De acordo com o critério de Barkhausen para oscilações sustentadas, um circuito sustentará oscilações estáveis apenas para frequências em que o ganho do loop do sistema é igual ou superior a 1 e o deslocamento de fase entre a entrada e a saída é 0 ou um múltiplo integral de 2π. Os osciladores LC podem ser realizados utilizando BJT, FET, MOSFET, opamp, etc. As aplicações típicas dos osciladores LC incluem geradores de sinais de RF, misturadores de freqüência, sintonizadores, geradores de ondas sinusoidais, moduladores de RF, etc. Antes de entrar nos osciladores LC em detalhe, vamos dar uma olhada no circuito do tanque LC.
LC circuito do tanque.
Embora o circuito original do tanque signifique um condensador e um indutor conectados em paralelo, o interruptor e uma fonte de tensão estão incluídos no circuito para a facilidade de explicação. Inicialmente o interruptor S é assumido como estando na posição 1. O cacpacitor será carregado a uma tensão V que é a fonte de tensão. Assumir que o interruptor é movido para a posição 2, como mostrado na figura abaixo.
O condensador C começará a descarregar através do indutor L. A tensão através do condensador começará a diminuir e a corrente através do indutor começará a aumentar. A corrente crescente cria um campo eletromagnético ao redor da bobina e quando o condensador é totalmente descarregado a energia eletrostática armazenada no condensador será totalmente transferida para a bobina como campo eletromagnético. Sem mais energia no condensador para manter a corrente através da bobina, o campo ao redor da bobina começa a cair e a corrente através da bobina tende a diminuir. Devido à indução eletromagnética, o indutor irá gerar um emf posterior igual a L(di/dt) para se opor à mudança de corrente. Este emf de volta começará a carregar o condensador novamente.
Quando o condensador estiver totalmente carregado, a energia uma vez armazenada no indutor como campo eletromagnético será movida para o condensador como campo eletrostático. Então o capacitor começa a descarregar novamente e o ciclo é repetido. Esta transferência cíclica de energia entre o condensador e o indutor é a razão por detrás da produção de oscilações no circuito do tanque.
Se for utilizado um condensador e indutor ideais, estas oscilações manter-se-ão até ao fim do tempo. Mas, na prática, o indutor terá alguma resistência óhmica e o condensador terá alguma quantidade de fuga. Estas imperfeições irão desperdiçar alguma quantidade de energia entre os ciclos resultando na perda de amplitude passo a passo e eventualmente as oscilações irão desaparecer. Este decaimento gradual em amplitude que tende à morte de uma oscilação é chamado de amortecimento. As oscilações produzidas num circuito de tanque LC amortecido terão o aspecto mostrado na figura abaixo.
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Num prático oscilador LC, para além do critério de Barkahusen deve haver alguns meios para compensar a energia perdida no circuito do tanque. A aplicação de elementos ativos como BJT, FET, opamp etc no oscilador LC é uma forma de atender a todos esses requisitos. O elemento ativo em um circuito do oscilador LC tem três trabalhos essenciais.
- Dar o ganho necessário.
- Ajudar a alcançar as condições de realimentação positiva exigidas.
- Compensar a energia perdida no circuito do tanque.
Osciladores e tipos de osciladores LC.
Oscilador coletor afinado.
Oscilador coletor afinado pode ser dito que é o tipo básico de osciladores LC. Aqui um transformador e um condensador conectados em paralelo através do circuito coletor do oscilador. Primário do transformador e do condensador forma o circuito essencial do tanque. O secundário do transformador alimenta uma fração das oscilações produzidas no circuito da cisterna até a base do transistor. O diagrama de circuito de um oscilador coletor sintonizado típico é mostrado na figura abaixo.
Oscilador de base sintonizado.
Oscilador de base sintonizado é uma espécie de oscilador do transistor LC onde o circuito sintonizado é colocado entre a base e a terra do transistor. A bobina primária de um transformador e de um condensador forma o circuito sintonizado. A bobina secundária do transformador é utilizada para a realimentação. O diagrama do circuito de um oscilador de base afinado é dado na figura abaixo.
Oscilador de Hartley.
Oscilador Colpitts.
oscilador Clapp.
