Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

844 Capítulo 23
23.1 Teoría de las oscilaciones sinusoidales
Para construir un oscilador sinusoidal tenemos que utilizar un amplificador con realimentación positiva. La idea
consiste en emplear la señal de realimentación en lugar de la señal de entrada. Si la señal de realimentación es lo
suficientemente grande y tiene la fase correcta, tendremos una señal de salida incluso aunque no exista una señal
de entrada externa.
INFORMACIÓN ÚTIL
En la mayoría de los osciladores, la
tensión de realimentación es una
fracción de la tensión de salida.
Cuando éste es el caso, la ganancia de
tensión A v tiene que ser lo suficientemente
grande para garantizar que
A v B 1. En otras palabras, la ganancia
de tensión tiene que ser como mínimo
lo suficientemente grande para superar
las pérdidas de la red de realimentación.
Sin embargo, si se utiliza un
seguidor de emisor como amplificador,
la red de realimentación debe proporcionar
una cierta ganancia para
asegurar que A v B 1. Por ejemplo, si
la ganancia de tensión A v de un
seguidor de emisor es igual a 0,9,
entonces B tiene que ser igual a 1/0,9;
es decir, 1,11. Los circuitos de comunicaciones
de RF emplean en ocasiones
osciladores que contienen un seguidor
de emisor como amplificador.
Fase y ganancia de lazo
La Figura 23.la muestra una fuente de tensión alterna que excita los terminales
de entrada de un amplificador. La tensión de salida amplificada es:
v out A v (v in )
Esta tensión excita a un circuito de realimentación que, normalmente, es un
circuito resonante. A causa de esto, obtenemos la realimentación máxima para
una determinada frecuencia. En la Figura 23.1 a, la tensión de realimentación
que vuelve al punto x está determinada por:
v f A v B(v in )
donde B es la fracción de realimentación.
Si el desplazamiento de fase a través del amplificador y del circuito de realimentación
es equivalente a 0°, A v B(v in ) está en fase con v in .
Suponga que conectamos el punto x al punto y, y que simultáneamente eliminamos
la tensión de fuente v in . Entonces la tensión de realimentación
A v B(v in ) excita la entrada del amplificador, como se ve en la Figura 23.1b.
¿Qué sucede con la tensión de salida? Si A v B es menor que 1, A v B(v in ) es
menor que v in y la señal de salida se desvanece, como se muestra en la Figura
23.1c. Sin embargo, si A v B es mayor que 1, A v B(v in ) es mayor que v in y la tensión
de salida aumenta (Figura 23.1 d). Si A v B es igual a 1, entonces A v B(v in )
es igual a v in y la tensión de salida es una onda sinusoidal constante como la
mostrada en la Figura 23.1 e. En este caso, el circuito suministra su propia
señal de entrada.
En cualquier oscilador, la ganancia de lazo A v B es mayor que 1 cuando se
conecta por primera vez la alimentación. Se aplica una pequeña tensión inicial
a los terminales de entrada y se obtiene la tensión de salida como se ilustra en
la Figura 23.1d. Una vez que la tensión de salida alcanza un determinado nivel,
A v B disminuye automáticamente a 1, y la salida de pico a pico se hace constante
(Figura 23.1e).
Figura 23.1 (a) La tensión de realimentación vuelve al punto x. (b) Conexión de los puntos x e y. (c) Las oscilaciones se desvanecen. (d) Las
oscilaciones aumentan. (e) Las oscilaciones fijan su amplitud.
x
+
A v B ( v in)
–
y
+
v in
–
A v
v out
Av
v out
B
B
(a)
(b)
(c) (d) (e)