Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

Osciladores 853
Figura 23.15
Oscilador Colpitts.
+V CC
R 1 CHOQUE
DE RF
C
v out
3
C 1
L
f = 1
r
2π LC
C = C 1 C 2
C 1 + C 2
B = C 1
C 2
R 2
R E
C E
C 2
A v(mín) = C 2
C 1
amplificador. Con un amplificador y un circuito tanque LC, podemos realimentar una señal con la amplitud y la fase
correctas para mantener las oscilaciones.
El análisis y el diseño de los osciladores de alta frecuencia son difíciles. ¿Por qué? Porque a frecuencias muy
altas, las capacidades parásitas y las inductancias de las conexiones se hacen importantes a la hora de determinar
la frecuencia de oscilación, la fracción de realimentación, la potencia de salida y otras magnitudes de alterna. Por
esta razón, muchos diseñadores utilizan aproximaciones por computadora para realizar el diseño inicial y luego
ajustan el oscilador construido para obtener el funcionamiento deseado.
Conexión en emisor común
La Figura 23.15 muestra un oscilador Colpitts. La polarización del divisor de tensión fija un punto de funcionamiento
de reposo. El choque de RF presenta una reactancia inductiva muy alta, por lo que se comporta como un
circuito abierto para la señal alterna. El circuito tiene una ganancia de tensión para bajas frecuencias de r c /r e ,
donde r c es la resistencia de colector en alterna. Puesto que el choque de RF se comporta como un abierto para la
señal alterna, la resistencia de colector en alterna es fundamentalmente la resistencia en alterna del circuito del tanque
resonante. Esta resistencia en alterna tiene un valor máximo en resonancia.
Podrá ver muchas variantes del oscilador Colpitts. Una forma de reconocer un oscilador Colpitts es por el
divisor de tensión capacitivo formado por C 1 y C 2 , que produce la tensión de realimentación necesaria para las
oscilaciones. En otras clases de osciladores, la tensión de realimentación es producida por los transformadores, los
divisores de tensión inductivos, etc.
Circuito equivalente de alterna
La Figura 23.16 es un circuito equivalente de alterna simplificado del oscilador Colpitts. La corriente de lazo del
tanque fluye a través de C 1 en serie con C 2 . Fíjese en que v out es igual a la tensión alterna que cae en C 1 . Además,
la tensión de realimentación v f aparece en C 2 . Esta tensión de realimentación se aplica a la base y mantiene las oscilaciones
desarrolladas en el circuito tanque, suponiendo que la ganancia de tensión sea suficiente a la frecuencia
de oscilación. Puesto que el emisor está puesto a tierra de alterna, el circuito es una conexión en emisor común.
Frecuencia de resonancia
Las mayoría de los osciladores LC utilizan circuitos tanque con un factor Q mayor que 10. Por tanto, podemos calcular
la frecuencia de resonancia aproximada como sigue:
Figura 23.16
Circuito equivalente del oscilador Colpitts.
v out
vf
C 1
I lazo
L
C 2