UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y SISTEMAS CURSO: CIRCUITOS DE RADIOFRECUENCIA TRABAJO ENCARGADO: OSCILADOR SENOIDAL EN PUENTE WIEN DOCENTE: ING. RUELAS CHAMBI JASMANY PRESENTADO POR: AÑAMURO TIPULA BRANDON YOVANI CODIGO: 214131 PUNO – PERU 2024 OSCILADOR SENOIDAL EN PUENTE WIEN OSCILADORES: Un oscilador es un circuito que genera una señal periódica a partir de una señal continua de entrada, es decir, actúa como conversor de señal continua en señal alterna. Las formas de onda generadas pueden ser sinusoidales, cuadradas, triangulares, etc. Así, la señal de salida de un oscilador queda caracterizada por una amplitud, una frecuencia y una forma de onda. ο· OSCILADORES SINTONIZADOS O SINUSOIDALES Generan de manera sostenida una salida sinusoidal. Algunos de estos tipos de osciladores son: El oscilador Coltpitts, oscilador Hartley, oscilador de corrimiento de fase, oscilador de puente Wien, osciladores de cristal, etc. ο· OSCILADOR DE PUENTE DE WIEN Un oscilador de puente de Wien es un oscilador electrónico que genera ondas sinusoidales, mediante un amplificador realimentado por un puente compuesto de cuatro resistencias y dos condensadores, originalmente desarrollado por el físico alemán Max Wien en 1891, para la medición de impedancias. El oscilador puente de Wien es un oscilador utilizado para generar ondas sinusoidales que van desde los 5 Hz a los 5 MHz. Un circuito oscilador práctico utiliza un Op-Amp y un circuito puente RC, con la frecuencia del oscilador fijada por los componentes R y C. La figura 1 muestra una versión básica de un circuito oscilador de puente de Wien. Los resistores R3 y R4 y los capacitores C1 y C2 forman los elementos de ajuste de frecuencia, en tanto que los resistores R1 y R2 forman parte del circuito de realimentación. Figura 1. Oscilador puente de Wien Despreciando los efectos de carga de las impedancias de entrada y salida del OpAmp, el análisis del circuito produce: π 2 π 1 = ππ = π 3 π 4 + πΆ2 (1) πΆ1 1 (2) 2π√π 3πΆ1π 4πΆ2 En particular, si los valores son R3 = R4 = R y C1 = C2 = C, la frecuencia del oscilador es: ππ = 1 2ππ πΆ (3) π 2 π 1 =2 (4) De tal modo una relación de R2 con R1 mayor que 2 producirá la suficiente ganancia de lazo en el circuito para que oscile a la frecuencia calculada empleando la ecuación (3). Se debe tener en cuenta: - La amplitud de la señal de salida estará entre los voltajes de saturación del amplificador operacional V+ y V-. - El valor de C es libre. Escoger el más adecuado. - Los valores de R1 y R2 son libres, mientras cumplan la relación de R2/R1=2. - En caso que el circuito no oscile, se debe aumentar un poco la ganancia del oscilador, es decir aumentar un poco el valor de R2. EJEMPLO: La arquitectura de un oscilador senoidal en puente de Wien se muestra a continuación. SOLUCION La frecuencia del oscilador es: ππ = 1 2ππ πΆ Y la relación entre R2 y R1 es: π 2 π 1 =2 Se debe tener en cuenta: ο La amplitud de la señal de salida estará entre los voltajes de saturación del amplificador operacional V+ y V-. ο El valor de C es libre. Escoger el más adecuado. ο Los valores de R1 y R2 son libres, mientras cumplan la relación de R2/R1=2. RECOMENDACIÓN: En caso que el circuito no oscile, se debe aumentar un poco la ganancia del oscilador, es decir aumentar un poco el valor de R2. SIMULACION: Componentes para la simulación: capacitor(C) = 1nF, Resistencia (R)= 10k Ω, R1 y R2 son potenciómetros para generar la señal senoidal Figura 1. Oscilador puente de Wien Figura 2. Señal de salida del puente de Wien ο· MATERIALES Y EQUIPOS ο 01 Fuente de alimentación ο 01 Osciloscopio ο 02 Capacitores: 02 de 1nF ο 02 Resistores: 02 de 10 Kβ¦ ο 02 Resistor variable: 02 de 100Kβ¦ ο 01 OPAMP LM741 ο· PROCEDIMIENTO Y DESARROLLO OSCILADOR SINUSOIDAL: OSCILADOR DE PUENTE DE WIEN Armar el circuito de la Figura, alimentando el operacional con +12 V. y –12 V Fig. Oscilador Puente Wien Fig. Implementación del Oscilador Puente Wien Fig. Señal de salida del Oscilador Puente Wien Usando los siguientes componentes: resistencia= 10kβ¦ y capacitor =1nF y moviendo los potenciómetros para obtener la señal deseada: potenciómetro 1= 983Ω y potenciómetro 2 =2.1KΩ. El cálculo de la frecuencia de oscilación es: π0 = π0 = 1 2ππ πΆ 1 2π(10π₯103 β¦)(10−9 πΉ) π0 = 15915 π»π§ π0 = 15.9πΎπ»π§ ο· Observaciones y conclusiones Los osciladores son circuitos electrónicos que generan una señal de salida, generalmente señales senoidales sin la necesidad de tener una señal de ingreso Se obtuvieron con éxito las respuestas correspondientes si se usa los implementos necesarios para lograr el informe. Comparando las señales de salida, en cálculos nos sale una frecuencia de 15.9KHz y en la práctica implementado en laboratorio nos sale una frecuencia de 15.7KHz, lo cual comparando ambos valores son similares El circuito no oscila cuando la relación de resistencias es: R2=2R1, por ello se recomienda el uso de potenciómetros y hallar la señal deseada. Por lo cual al finalizar calcule los valores de los potenciómetros: potenciómetro 1= 983Ω y potenciómetro 2 =2.1KΩ, la relación de los potenciómetros es parecida a la relación de R2=2R1. Hay un ligero cambio, pero si cumple. El oscilador puente Wien es valorado por su capacidad para producir señales estables y de baja distorsión, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones electrónicas Algunas aplicaciones más resaltantes del oscilador puente wien es en el uso de filtros de audio debido a su baja distorsión y comúnmente es utilizado para generar señales sinusoidales puras en laboratorios y en equipos de prueba