Capitolo_11-Generatori_di_segnali_sinusoidali

52 Capitolo 11
Fig. 11.9
Schema di
principio di un
oscillatore a tre
punti.
~-~
Nella progettazione con amplificatori operazionali, per la scelta del dispositivo in relazione
alla massima frequenza di oscillazione richiesta, si deve prestare particolare attenzione
al valore del GBW e dello slew rate. Per una data frequenza, un valore troppo basso di
quest'ultimo parametro può impedire di ottenere l'ampiezza di segnale indistorto desiderata.
Nella generazione di frequenze molto basse è consigliabile l'utilizzo di operazionali BIFET
che, consentendo l'inserimento di resistenze molto elevate nella rete di reazione, permettono
di contenere entro livelli ragionevoli il valore delle capacità. Si può infine dimostrare che,
indipendentemente dalla configurazione circuitale prescelta, un alto guadagno ad anello
aperto dell'operazionale incide positivamente sulla stabilità di j~.
Nel complesso l'oscillatore di Wien risulta la configurazione che ha trovato la maggiore
diffusione per la buona stabilità della frequenza di oscillazione unita al basso tasso di
distorsione raggiungibile e alla flessibilità di progetto.
11.3 Oscillatori per frequenze elevate
In questi dispositivi la frequenza di oscillazione coincide sostanzialmente con quella di
risonanza di un circuito LC inserito nella rete di reazione positiva dell'amplificatore. La
gamma di frequenze di utilizzo si estende in pratica da qualche decina di kHz fino a poche
centinaia di MHz. Per valori più bassi di frequenza le difficoltà che si incontrano nel
realizzare bobine con alto Q ne sconsigliano l'impiego. L'elevata selettività dei circuiti
risonanti inseriti nella rete di reazione consente di ottenere una buona stabilità della fre~
quenza di oscillazione e un basso tasso di distorsione armonica della forma d'onda 111
uscita, anche in caso di funzionamento fortemente non lineare dell'amplificatore.
11.3.1 Struttura circuitale a tre punti
Esistono numerose versioni circuitali di oscillatori LC, ma quasi tutte sono riconducibili
alla tipica struttura detta a tre punti, illustrata in fig. 11.9. L'amplificatore, supposto invertente,
include spesso un unico dispositivo attivo (FET, BJT, operazionale a banda larga),
mentre le impedenze Z l' Z2, Z3 sono costituite da elementi reattivi
CD, Cl), Cl) sono rispettivamente i terminali di ingresso, di uscita
l'amplificatore.
dei due tipi. I punti
e di riferimento del-
Un'analisi rigorosa del circuito risulta alquanto
complessa anche per le elevate frequenze di lavoro.
Si possono tuttavia cogliere le caratteristiche
essenziali della struttura a tre punti svolgendo
un'analisi approssimata. A tal fine si in-
G)
troduconole seguenti ipotesi semplificative:
a) si suppone la resistenza di ingresso R; dell'amplificatore
FET);
infinita -(vedi ad esempio
· ·2, O 2,
.,jrlz
b) si considerano ideali i componenti reattivi
della rete di reazione;
c) si trascurano, alla frequenza di oscillazione,
gli effetti reattivi dei dispositivi attivi.