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| ====== 22B - Gli oscillatori sinusoidali ====== | ====== 24B (era 22B) - Gli oscillatori sinusoidali ====== |
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| | Nel libro di testo di automazione la sezione sugli oscillatori è presente (in forma ridotta) solo su auladigitale come Sezione 24B. |
| ===== Premessa ===== | ===== Premessa ===== |
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| L'oscillatore di Wien è composto da un amplificatore non invertente (il blocco G nello schema di //figura 1b//) e da una rete rete passiva passa-banda come elemento selettivo (il blocco H). La rete impiegata è detta rete di Wien ed è già stata esaminata in quarta (vedi par. 10 unità 15A). In questo caso, utilizzando due resistenze e due condensatori uguali, si realizza un filtro a banda stretta dove: | L'oscillatore di Wien è composto da un amplificatore non invertente (il blocco G nello schema di //figura 1b//) e da una rete rete passiva passa-banda come elemento selettivo (il blocco H). La rete impiegata è detta rete di Wien ed è già stata esaminata in quarta (vedi par. 10 unità 15A). In questo caso, utilizzando due resistenze e due condensatori uguali, si realizza un filtro a banda stretta dove: |
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| $$H(s)=(V_{I}(s))/(V_{O}(s))=1/(3+ sRC + 1/(sRC))$$ | `H(s)=(V_{I}(s))/(V_{O}(s))=1/(3+ sRC + 1/(sRC))` |
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| che in centro banda presenta solo parte reale - quindi non sfasa - e guadagno pari a 1/3. Questo avviene alla frequenza: | che in centro banda presenta solo parte reale - quindi non sfasa - e guadagno pari a 1/3. Questo avviene alla frequenza: |
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| $$f_0= 1/(2 pi RC)$$ | `f_0= 1/(2 pi RC)` |
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| Per realizzare la condizione di Barkhausen alla frequenza f<sub>0</sub> basterà fare in modo che il guadagno dell'amplificatore sia pari a 3. La soluzione di //figura 3a// mostra il circuito completo; la //figura 3b// rappresenta lo stesso circuito mettendone in evidenza la struttura a ponte, dove la condizione di equilibrio si ottiene quando la tensione tra gli ingressi dell'operazionale è zero (cioè quando l'OP-AMP non è in saturazione e il segnale in uscita è sinusoidale). Nelle due figure il trimmer permette di regolare il guadagno in modo da innescare l'auto-eccitazione (A<sub>v</sub> > 3) prima di realizzare la condizione di Barkhausen (A<sub>v</sub> = 3). | Per realizzare la condizione di Barkhausen alla frequenza f<sub>0</sub> basterà fare in modo che il guadagno dell'amplificatore sia pari a 3. La soluzione di //figura 3a// mostra il circuito completo; la //figura 3b// rappresenta lo stesso circuito mettendone in evidenza la struttura a ponte, dove la condizione di equilibrio si ottiene quando la tensione tra gli ingressi dell'operazionale è zero (cioè quando l'OP-AMP non è in saturazione e il segnale in uscita è sinusoidale). Nelle due figure il trimmer permette di regolare il guadagno in modo da innescare l'auto-eccitazione (A<sub>v</sub> > 3) prima di realizzare la condizione di Barkhausen (A<sub>v</sub> = 3). |
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| E' possibile regolare automaticamente il guadagno utilizzando un componente che cambia la propria resistenza man mano che la tensione aumenta durante l'innesco: | E' possibile regolare automaticamente il guadagno utilizzando un componente che cambia la propria resistenza man mano che la tensione aumenta durante l'innesco: |
| * in //figura 4a// la resistenza R<sub>s</sub> è sostituita da una lampada la cui resistenza aumenta | * in //figura 4a// la resistenza R<sub>s</sub> è sostituita da una lampada la cui resistenza aumenta con la temperatura; ad quando la tensione aumenta aumenta anche la corrente, quindi la temperatura che, causando un aumento di R riduce il guadagno |
| * in //figura 4b// il trimmer R<sub>f</sub> è sostituito da due diodi in antiparallelo la cui resistenza diminuisce all'aumentare della tensione (vedi la resistenza differenziale del diodo, par. 2, unità 11A) | * in //figura 4b// il trimmer R<sub>f</sub> è sostituito da due diodi in antiparallelo la cui resistenza diminuisce all'aumentare della tensione (vedi la resistenza differenziale del diodo, par. 2, unità 11A) |
| ===== 4 Oscillatore a sfasamento ===== | ===== 4 Oscillatore a sfasamento ===== |
