8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
1/21
Facultatea de Electronic, Telecomunicaii i Tehnologia Informaiei
PROIECT
LA DISCIPLINA
DISPOZITIVE SI CIRCUITE ELECTRONICE
Generator de semnal sinusoidal pentru domeniul de audio-re!"enta#
2012 - 2013
Coordonator$ Student$
Prof. Dr. Ing.Drago Dobrescu Dobre Marius- lin
!r"#$$%
- & -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
2/21
TE%A PROIECTULUI$
'e cere (roiectarea unui generator de semnal sinusoidal (entru domeniul deaudiofrec)enta.
I# OSCILATORUL
*a fi reali+at cu autorul unui am(lificator o(erational si )a a)ea frec)enta cu(rinsaintre fmin / 0+ si fma1 2 30+.
Tensiunea de iesire a oscilatorului )a fi *oma1 #* , iar tensiunea de iesire minima )afi *omin m*.
Im(edanta de sarcina )a fi 4/ 5. 6 .
II# RETELE DE REACTIE
'e )a (roiecta reteaua de reactie, ai carei (aremetri )or determina (roiectarea
am(lificatorului. 7eteaua de reactie negati)a este un circuit 78 cu (ro(rietati de
selecti)itate , in sensul ca (re+inta un ma1im al caracteristicii de transfer, F9:;Uin
Uies ,
unde
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
3/21
ceasta retea are frec)enta la care defa+ea+a cu &>/data de relatia" f
kRC #?.
&
+unde @
R
Ries , 7 im(edanta de intrare in am(lificator si 7ies
im(edanta de intrare a am(lificatorului.
Retea de dea&are !u trei !elule identi!e de tip tre!e 'os$
Frec)enta de lucru a acestui filtru este " fRC.
?.
=scilatoare de ordin II, la care reteaua are defa+a nul la frec)enta utila , iar
am(lificatorul este nein)ersor.
- $ -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
4/21
reteaua du(lu )T*$
In ca+ul retelei dublu ATB, frec)enta utila este" f RC.
&.
Reteaua +ien$
7eteaua 9ien este cel mai folosit circuit de reactie (o+iti)a din oscilatoarele 78.
8om(ortarea in frec)enta a circuitului (oate fi intuita tinand cont ca la frec)ente oase
- # -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
5/21
condensatorul 8& re(re+inta o intreru(ere , iar la frec)ente inalte 8 scurcircuitea+a la masa
semnalul de la iesire . stfel la frec)ente e1treme circitul are caracteristica de transfer nula in
sensul ca la aceste frec)ente circuitul nu lasa sa treaca nimic.
7e+ol)and analitic se obtine un factor de transfer"
F9:;;:
;:
Uin
Uies ( )
&.
.&
&
&
.
.
&&
&
CRCRj
C
C
R
R
+++.
Ma1imul acestei functii de este la frec)enta la care termenul "
este nul , adica /.&.&
&
CCRR. Ca aceasta (ulsatie defa+aul introdus de retea este nul.
'i acest as(ect este im(ortant , (entru ca defa+aul introdus de retea (oate influenta caracterul
reactiei :de e1em(lu , daca s-ar introduce un defa+a de /reactia nu ar mai fi (o+iti)a, ci
negati)a;. lura caracteristicii de transfer F9:; si a defa+aului 9:; introdus de reteaua
9ien este data in figura de mai os"
In (ractica se aleg cele doua re+istente res(ecti) cele doua condensatoare de )alori
egale astfel incat 7&77 iar 8&88 . In acest ca+ se obtine (entru caracteristica de
- 4 -
( )&
&
&
CRCRj
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
6/21
transfer a am(lificatorului , la frec)enta f//, )aloarea &$ adica atenuarea minima a
retelei 9ien este de $ ori. 7e+ulta ca , (entru a inde(lini conditia lui %ar@hausen , care este
in ca+ul nostru" F9:; ) & trebuie reali+at un am(lificator cu am(lificarea )$.
De o im(ortanta deosebita sunt si as(ectele legate de im(edantele de intrare si iesireale retelei 9ien , care trebuie sa satisfaca anumite relatii im(reuna cu im(edantele de intrare,
res(ecti) de iesire ale am(lificatorului . ceste relatii sunt legate de conditiile de idealitate in
care a fost dedusa analitic caracteristica de transfer a retelei . In aceste conditii de idealitate ,
im(edanta de iesire a am(lificatorului : considerat ca generatorul care ataca reteaua ; a fost
considerata nula , iar im(edanta de intrare la borna nein)ersoare a am(lificatorului
:considerata ca sarcina a retelei 9ien; a fost considerata infinit de mare :reteaua in gol;. 8um
aceste )alori nu (ot fi obtinute , se )a cauta ca re+istentele de intrare , res(ecti) iesire ale
am(lificatorului sa satisfaca conditiile de idealitate (rin inegalitatile"
7am(lificatoriesire 79ienintrare
7am(lificatorintrareGG79ieniesire
'e calculea+a analitic im(edantele de intrare ale retelei 9ien la /"
79ienintrare$7
79ieniesire.
$R
stfel se )a (roiecta am(lificatorul , astfel incit conditiile de mai sus sa fie inde(linite.
7eali+area unei retele 9ien a carei frec)ente f/sa (oata fi reglata in ca+ul nostru (e
a(roa(e trei decade :/0+-2@0+; se )a face (rin introducerea , in locul re+istentelor din
retea a unor re+istente )ariabile intre 7min se 7ma1 astfel incat
- ? -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
7/21
fminGCRmaz.
& si fma1
CRmin.
&
.
8um introducerea doar a re+istentelor )ariabile nu este eficace in ca+ul gamei largi de
frec)ente , se )or folosi $ condensatoare (e fiecare decada"
'chema retelei 9ien (entru oscilator.
sa cum se )ede in figura (otentiometrele P )aria+a sincron :fi+ic ele au cursoarele
montate (e acelasi a1; iar cand cursorul e la minim, re+istenta (otentiometrelor este nula iar
77min. 8and cursorul e la ma1im 7Pma1H7min , unde Pma1este )aloarea ma1ima (e care o
(oate lua (otentiometrul P.
Pentru (roiectarea acestei retele 9ien a fost necesara im(artirea domeniului de frec)enta
in $ ben+i se(arate"
,anda " &/0+&//0+,anda ." &//0+&@0+
,anda /" &@0+&/@0+
,anda 0 " &/@h+....&//@h+
,anda - &/0+&//0+
- 2 -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
8/21
Pentru am(lificatoare obisnuite , re+istenta minima a retelei 9ien o alegem de &@.
legem o re+istenta 7%8 de /,49 cu toleranta &J : E? ; .In ca+ul cel mai defa)orabil
7min&@H/,/&3&/&/ .
8alculam condensatorul retelei 9ien"
8&ma1min.
&
fR
&//&/&/,$.
&
&4,24&/-2F&,4F
legem 8&&,4F&/J.
In cel mai defa)orabil ca+ , atunci cand 7min&/&/si 8&&FH&/J&,&F , frec)enta
ma1ima )a fi"
fma1 ?&/&,&&/&/,$.&
$ 0+ .
8alculam acum (otentiometrul necesar.*aloarea sa ma1ima ,
Pma1min&.
&
fC-7min &/&/
4,&.&/D,/,$.
&?
&$#
legem Pma1&4@ cu o toleranta de &/J.De mentionat ca in calculul acestei )alori am
considerat tot ca+ul cel mai defa)orabil , adica"
7min&/&/si
8&/,F
8alculam , in ca+ul cel mai defa)orabil :8&/,F , Pma1&$,4 @, 7min// ;, frec)enta
minima a oscilatorului."
fmin ;//&$4//:&/2,/,$
&
;:&
&?ma1
min +=
+ PRC &&.# 0+ ,
deci este atinsa oricum si frec)enta minima de &,4 0+
- > -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
9/21
,anda . - &//0+&@0+
In acest ca+ , alegem 8/,&8&&//nF 'e modifica imediat si frec)entele limita ale
ben+ii"
fma1$/0+
fmin&+
,anda / - &@0+&/@0+
In acest ca+ , alegem 8$/,/&8&&/nF Frec)entele limita ale ben+ii sunt in acest ca+"
fma1$//0+
fmin&/0+
,anda 0 - &/@h+....&//@h+
In acest ca+ , alegem 8#/,/&8&&nF Frec)entele limita ale ben+ii sunt in acest ca+"
fma1$///0+
fmin&//0+
Du(a cum se obser)a , frec)entele limita sunt atinse , iar in ca+ul cel mai defa)orabil,
be+n+ile se su(ra(un , astfel incat nu e1ista frec)ente din domeniu care sa nu fie atinse.
- -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
10/21
III# PROIECTAREA A%PLI1ICATORULUI
'e )a (roiecta un am(lificator cu intrare diferentiala si cu urmatorii (arametri"
- m(lificarea in bucla deschisa a)GG$
- 7e+istenta de intrare la borna nein)ersoare GG&,442@
- 7e+istenta de iesire &,4&@
- 7e+istenta de sarcina 7C4/
'chema circuitului ce include am(lificatorul. 'e alege = de ti( % 2#&.
7e+istenta de intrare in cele doua intrari :cea in)ersoare si cea nein)ersoare; este maimare de M, iar cea de iesire este de ordinul +ecilor de ohmi deci acest am(lificator
satisface cerintele legate de re+istentele de intrare , res(ecti) iesire.
m(lificarea in bucla deschisa este de minim &/4GG$.
- &/ -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
11/21
Tensiunea de alimentare diferentiala o este de * :data de (roiectare;.
Tran+istorii T&si Tinde(linesc functia de buffer si sunt necesari deoarece re+istenta de sarcina,
7Ceste mica ,4/.Tinand cont ca este re(etor (e emitor,el )a micsora (ractic re+istenta etsului
anterior de &ori.7e+ulta , daca consideram ca tran+istorii aru min&// , ca re+istenta etaului
anterior trebuie sa fie de ma1im 4//@.legem deci P4//@.Ca randul sau P trebuie sa fie
mult mai mare decat re+istenta ma1ima de iesire a etaului urmator :atenuatorul in tre(te;
.ceasta la randul sau are )aloarea de 7&:7H7$H7#H74; si este , tinand cont de tre(tele
alese , de 7& :7&7H7$H7#H74;.7e+ulta ca (utem alege 7&&/@, de unde re+ulta si
celelalte re+istente ale atenuatorului"
7,/@,7$/,7#/,,74./-re+istente de /,49 ,clasa de (reci+ie E? cu
toleranta &J.
Prin 72 )a circula un curent de minim mAV
Rl
Vo?/
4/
$ma1,=
= ,iar la borne )a a)ea o tensiune
de circa *cc-*%E&-*%E>-&,2,>* deci )a a)ea )aloarea de"
72 =&&$?/
>,?
mA
V. Puterea ma1ima disi(ata este deP2,> *?/m/,$?9 , deci 72 )a
a)ea (uterea disi(ata de mimim &9.legem 72 de &&/din clasa E& cu toleranta &/J.
T& disi(a tot /,$?9, deci il alegem de ti( %D&$4 :*8E#4*,I8&,Pd?,49, min2/;
T il alegem %8&/2 cu :*8E#4*,I8&//m,Pd$//m9 ,min&4;.
74 o alegem de &//3&/J , /,49 , astfel incat r&G74GP .
8ondensatoarele 8&,8 trebuie sa (re+inte o reactanta negliabila la frec)entele de lucru.7e+ulta
relatia de dimensionare"
nFkRf
CinT
.,#4//24.
&
.
&&
&min
=
=>>
K
FRf
CL
#.4/24.
&
.
&.
min
=
=>>
- && -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
12/21
legem 8&&//nF&/J ,8-&//F&/J
IV# REACTIA NEGATIVA
cest circuit este reali+at cu TE8-L si are rolul de a mentine am(lificarea circuitului la
)aloarea $ atunci cand semnalul la iesire este de ***.tuci cand el tinde sa creasca ,
am(lificarea circuitului scade , iar cand semnalul scade , am(lificarea creste.cest circuit de
autoreglare este necesar deoarece conditia de oscilatie a semnalului este o egalitate
:relatia %ar@hausen ; , im(osibil de obtinut (ractic.
'chema retelei de reactie negati)a"
'chema retelei de reactie negati)a.
Dioda Df redresea+a tensiunea de la iesirea oscilatorului , astfel ca la bornele
condensatorului 8fde obtine o tensiune continua, negati)a, (ro(ortionala cu am(litudinea
semnalului de iesire . ceasta tensiune comanda (oarta tran+istorului care isi modifica
transconductanta si influentea+a reactia negati)a, asa cum a fost descris. legem TE8-L-ul de
ti( %F 4? cu urmatorii (arametri de catalog"
ID''?..&/ m , *T-&..-$* , *Dsma1$/*.
- & -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
13/21
Deoarece am ales 7F&7(&&//@trebuie ca re+istenta echi)alenta a circuitului
format din 7f in (aralel cu restul circuitului sa fie de circa 4/@, (entru ca factorul de
transfer sa fie &$ +
kk
K
4/&//
4/.
8and semnalul de iesite are )aloarea =* :conditie initiala ;, TE8-L-ul are transconductanta"
gm
Vp
V
V
I GS
P
DSS &.
K
8um *!'/ re+ulta ca gm -P
DSS
V
I. -
V
A
.
&/>. $
> m*
7e+istenta echi)alenta a TE8-L-ului este rech mg
& /,&4 @ &4.
Estimam transconductanta TE8-L-ului la *!' -/,&*"
gm-V
A
.
&/>. $
:&-.
&
;#m*
7e+istenta echi)alenta in acest ca+ este de 4/.
legem 7f ce)a mai mare decat )aloarea de 4/@"
7f4? @
Putem calcula acum 7f$"
7f$ este inseriata cu rechsi acestea doua , in (aralel cu 7f trebuie sa aiba re+istenta de
4/@. rech este considerata la *!'-4*.
Deci"
4/@( )
$.
.$
RfRfr
RfRfr
ech
ech
++
+
re+ulta 7f$"
- &$ -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
14/21
7f$
+
kRf
rRfRfrkechech
4/.
.;.:4/#??@deci alegem 7f$#2/ @.
Trebuie (roiectat di)i+orul 7f#-Pf astfel incat , du(a redresare si filtrare in (oarta
tran+istorului sa a)em o tesiune de &*.
Di)i+orul de tensiune )a di)i+a tensiunea de la iesirea oscilatorului de #* la )aloarea de &*.
legem 7f# de &/@. 7e+ulta )aloarea lui Pf din relatia"
.
&
#=
+PfRf
Pfdeci Pf &/@
Deoarece reglaul am(litudinii este destul de critic , )om alege un (otentiometrusemireglabil de &//@(entru Pf din care de )a regla (recis am(litudinea dorita.
legem condensatorul 8f astfel incat"
8fGG#
&
minRf
#.
&
minRff
#F legem un condensator electrolitic de &//F/J
la tensiune de lucru de&?*.
legem 8f&GG.
&
minRf
..
&
minRff
&F legem care su(orta //m si o tensiune in)ersa ma1ima de 24*.
- -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
15/21
V# PROIECTAREA SURSEI DE ALI%ENTARE
'ursa de alimentare )a asigura cele doua tensiuni de alimentare , direct de la reteaua de /*.
'chema %loc.
Pentru o buna functionare a stabili+atorului )a trebui ca la intrarea acestuia , adica la iesirea
redresorului sa a)em o tensiune mai mare cu cati)a )olti fata de cea stabili+ata. = tensiune mare
duce de obicei la cresterea factorului de stabili+are a stabili+atorului (rin cresterea am(lificarii
am(lificatorului de eroare, dar scade randamentul sursei.
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
16/21
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
17/21
Proie!tarea redresorului si a iltrului$
'chema (ro(usa.
legem (untea de diode D% &PM/4 cu un curent ma1im admis de & si o tensiune
ma1ima admisa de 4/*. legem condensatoarele electrolitice de filtra 8&8&4//F&?*.
Proie!tarea sta(ili&atorului$
'chema stabili+atorului de & *.
- &2 -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
18/21
Ca acest ti( de stabili+ator tensiunea de iesire este de
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
19/21
8ircuitul (rinci(al al oscilatorului este am(lificatorul cu reactie negati)a. cest circuit
are doua intrari" una in)ersoare , notata (e schema cu A-B, si una nein)ersoare notata (e schema
cu AHA.'emnificatia lor este aceea ca am(lificatorul am(lifica de fa(t diferenta semnalelor de la
cele doua intrari ,cea nein)ersoare, res(ecti) cea in)ersoare.
- & -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
20/21
- / -
8/12/2019 Oscilator de Semnal Sinusoidal Pt Dom de Audio Frecventa
21/21
,I,LIOGRA1IE
&. 7usu ., %re+eanu !h., 8ircuite electronice" 8ulegere de (robleme (entru (roiectare
. Dascalu D., 7usu ., Profirescu M., Dis(o+iti)e si circuite electronice, Editura Didactica
i Pedagogica, %ucuresti, &>
$. 9orld 9ide 9eb
#. Qndrumar de laborator D8E
- & -
Top Related