Geralmente, o oscilador é um dispositivo eletrônico usado para transformar a energia CC em energia CA com alta frequência, onde a frequência varia de Hz a alguns MHz. Um oscilador não precisa de nenhuma fonte de sinal externa, como um amplificador. Geralmente, osciladores estão disponíveis em dois tipos sinusoidais e não sinusoidais. As oscilações geradas por osciladores senoidais são ondas senoidais formadas em frequência e amplitude estáveis, enquanto as oscilações geradas por não senoidais são formas de onda complexas como Triangular, Onda quadrada e Dente de serra. Portanto, este artigo discute uma visão geral de um transistor como um oscilador ou oscilador de transistor – trabalhar com aplicativos.
Definir oscilador de transistor
Quando um transistor atua como um oscilador com feedback positivo adequado, ele é conhecido como oscilador de transistor. Este oscilador gera oscilações não amortecidas continuamente para qualquer frequência desejada se os circuitos de tanque e feedback estiverem conectados a ele corretamente.
Diagrama de circuito do oscilador do transistor
O diagrama de circuito do oscilador do transistor é mostrado abaixo. Usando este circuito, podemos simplesmente explicar como utilizar um transistor como oscilador. Este circuito é separado em três partes como a seguir.
Circuito do tanque
O circuito do tanque gera oscilações que são alteradas com o transistor e gera uma saída amplificada no lado do coletor.
Circuito Amplificador
Este circuito é usado para amplificar as pequenas oscilações senoidais disponíveis dentro do circuito base-emissor e a saída é produzida na forma amplificada.
Circuito de Feedback
O circuito de realimentação é uma seção muito significativa neste circuito porque, para um amplificador, requer alguma energia para amplificar no circuito do tanque. Assim, a energia do circuito coletor é realimentada para o circuito base usando o fenômeno de indução mútua. Ao usar este circuito, a energia é realimentada da saída para a entrada.
Funcionamento do transistor como oscilador
No circuito oscilador de transistor acima, o transistor é usado como um circuito CE (emissor comum) onde o emissor é comum aos terminais de base e coletor. Entre os terminais de entrada do emissor e da base, um circuito de tanque é conectado. No circuito do tanque, o indutor e o capacitor são conectados em paralelo para gerar oscilações dentro do circuito.
Por causa das oscilações de tensão e carga dentro do circuito do tanque, o fluxo de corrente no terminal de base flutua, de modo que a polarização direta da corrente de base muda periodicamente e a corrente do coletor também muda periodicamente.
As oscilações LC são de natureza sinusoidal, de modo que as correntes de base e de coletor variam senoidalmente. Conforme mostrado no diagrama, se a corrente no terminal do coletor mudar senoidalmente, a tensão de saída atingida pode ser simplesmente escrita como Ic RL. Esta saída é considerada uma saída senoidal.
Uma vez que desenhamos um gráfico entre o tempo e a tensão de saída, a curva será senoidal. Para obter oscilações continuamente dentro do circuito do tanque, precisamos de alguma energia. Mas neste circuito, nenhuma fonte CC ou bateria está disponível.
Então conectamos L1 e L2 indutores dentro dos circuitos do coletor e da base usando uma haste de ferro macio. Portanto, esta haste conectará o indutor L2 ao indutor L1 por causa de sua indução mútua. Uma parte da energia dentro do circuito coletor será conectada ao lado da base do circuito. Assim, a oscilação dentro do circuito do tanque é sustentada e amplificada continuamente.
Condições de oscilação
O circuito oscilador do transistor deve seguir o seguinte
- A mudança de fase do loop deve ser de 0 e 360 graus.
- O ganho do loop deve ser >1.
- Se um sinal senoidal for uma saída preferencial, então um ganho de loop > 1 fará com que o o/p sature rapidamente em ambos os picos da forma de onda e gerando distorção inaceitável.
- Se o ganho do amplificador for >100, então fará com que o oscilador limite ambos os picos da forma de onda. Para atender às condições acima, o circuito oscilador deve incluir algum tipo de amplificador, bem como uma parte de sua saída, que deve ser realimentada na entrada. Para vencer as perdas dentro do circuito de entrada, utilizamos o circuito de realimentação. Se o ganho do amplificador for <1, o circuito oscilador não oscilará e se for > 1, o circuito oscilará e gerará sinais distorcidos.
Tipos de oscilador de transistor
Existem diferentes tipos de osciladores disponíveis, mas cada oscilador tem a mesma função. Assim, eles geram uma saída contínua sem amortecimento. Mas, eles mudam no fornecimento de energia ao circuito oscilatório ou tanque para atender às faixas de frequência, bem como às perdas nas quais são utilizadas.
Os osciladores de transistor que usam circuitos LC como seus circuitos oscilatórios ou de tanque são extremamente populares para produzir saídas de alta frequência. Os diferentes tipos de osciladores de transistor são discutidos abaixo.
Oscilador Hartley
O oscilador Hartley é um tipo de oscilador eletrônico que é usado para determinar a frequência de oscilação através de um circuito sintonizado. A principal característica deste oscilador é que o circuito sintonizado inclui um único capacitor conectado em paralelo através de dois indutores em série e o sinal de feedback necessário para a oscilação é obtido da conexão central dos dois indutores. O oscilador Hartley é apropriado para oscilações na faixa de RF até 30MHz. Para saber mais sobre este oscilador clique aqui – oscilador Hartley.
Oscilador de cristal
O oscilador de cristal transistorizado é aplicável em diferentes áreas da eletrônica, bem como de rádio. Esses tipos de osciladores desempenham um papel fundamental no fornecimento de um sinal CLK barato para uso em circuitos lógicos ou digitais. Em outros exemplos, este oscilador pode ser usado para fornecer uma fonte de sinal de RF constante e precisa. Portanto, esses osciladores são frequentemente usados por radioamadores ou radioamadores dentro de circuitos transmissores de rádio, onde quer que possam ser mais eficazes. Para saber mais sobre este oscilador clique aqui – oscilador de cristal.
Oscilador de Colpitt
O oscilador Colpitts é bem oposto ao oscilador Hartley, exceto que os indutores e capacitores são substituídos entre si dentro do circuito do tanque. O principal benefício deste tipo de oscilador é que por menos mútua e auto-indutância no circuito do tanque, a estabilidade de frequência do oscilador é melhorada. Este oscilador gera frequências muito altas com base em sinais senoidais. Esses osciladores têm estabilidade de alta frequência e podem suportar baixas e altas temperaturas. Para saber mais sobre este oscilador clique aqui – Oscilador de Colpitts
Oscilador da ponte de Wien
O oscilador de ponte de Wien é um oscilador de frequência de áudio que é frequentemente usado devido às suas características significativas. Este tipo de oscilador é livre de flutuações assim como a temperatura ambiente do circuito. O principal benefício deste tipo de oscilador é que a frequência é alterada da faixa de 10Hz para 1MHz. Portanto, este circuito oscilador oferece boa estabilidade de frequência. Para saber mais sobre este oscilador clique aqui – Oscilador de ponte de Wien.
Oscilador de Deslocamento de Fase
O oscilador de mudança de fase RC é um tipo de oscilador sempre que uma rede RC simples é usada para fornecer a mudança de fase necessária em direção ao sinal de feedback. Semelhante ao oscilador Hartley & Colpitts, este oscilador usa uma rede LC para fornecer o feedback positivo necessário. Este oscilador possui excelente estabilidade de frequência e gera ondas senoidais puras em uma ampla faixa de cargas. Para saber mais sobre este oscilador clique aqui – oscilador de mudança de fase RC
Faixas de frequência de diferentes osciladores de transistor são:
- ponte wien (1Hz a 1MHz),
- oscilador de mudança de fase (1Hz a 10MHz),
- Oscilador Hartley (10kHz a 100MHz),
- Colpitts (10kHz a 100MHz) &
- oscilador de resistência negativa > 100MHz
Oscilador de transistor usando circuito ressonante
Um oscilador de transistor usando um circuito ressonante, incluindo um indutor e um capacitor dentro de uma série, gerará oscilações de frequência. Se um indutor for duplicado e o capacitor for alterado para 4C, então a frequência é dada por
A expressão de frequência acima é usada para a frequência de oscilações LC dentro de um circuito LC série. Depois disso, encontrando as duas frequências como a razão f1 e f2, e substituindo as mudanças dentro dos valores de indutância e capacitância, a frequência 'f2' pode ser encontrada em termos de 'f1'.
A razão de duas frequências (f1&f2)
Aqui 'L' é dobrado e 'C' é alterado para 4C
Substituindo esses valores na equação acima, podemos obter
Se encontrarmos a frequência 'f2' em termos da frequência 'f1', podemos obter a seguinte equação 
Formulários
o aplicações de um transistor como um oscilador inclui o seguinte.
- Um oscilador de transistor é usado para gerar oscilações constantes sem amortecimento para qualquer frequência desejada se os circuitos oscilatórios e de realimentação estiverem conectados corretamente a ele.
- O oscilador de ponte Wien é altamente usado em testes de áudio, testes de distorção de amplificadores de potência e também usado para a excitação da ponte CA.
- O oscilador Hartley é usado em receptores de rádio.
- O oscilador de Colpitt é usado para gerar sinais de saída senoidais com frequências extremamente altas.
- Estes são amplamente utilizados em instrumentação, computadores, modems, sistemas digitais, marítimos, em sistemas de circuito fechado de fase, sensores, drives de disco e telecomunicações.
Assim, trata-se de tudo uma visão geral do transistor oscilador – tipos e suas aplicações. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função de um oscilador?
