RO109262B1

RO109262B1 - Oscilator sinusoidal, de foarte mare stabilitate

Info

Publication number: RO109262B1
Application number: RO9300033A
Authority: RO
Inventors: Mircea Aurel Ciugudean
Original assignee: Mircea Aurel Ciugudean
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1994-12-30

Abstract

Invenția se referă la un oscilator sinusoidal, de foarte mare stabilitate, alcătuit din două amplificatoare operaționale (A1,A2), interconectate, prin niște rețele formate din patru rezistoare (Ρ15Ρ2,Ρ3,Ρ4) și două condensatoare (CjjCj), intrările inversoare ale amplificatoarelor fiind legate în paralel și cu o rezistență spre masă (Rp) amplificatoarele astfel cuplate între ele simulând o inductanță și o capacitate, legate în paralel, ieșirile celor două amplificatoare (At, AJ constituind ieșirile oscilatorului în cuadraturâ, cu amplitudini corelate, iar intrarea neinversoare, a primului amplificator (A,), cuplată la masă prin niște diode de limitare (D^DJ, constituind o a treia ieșire cu amplitudine constantă în raport cu frecvența.

Description

Invenția se referă la un oscilator sinusoidal cu circuite integrate, cu stabilitate foarte bună a frecvenței și amplitudinii, care se poate folosi în aparatura electronică de măsură, în traductoare de măsură și automatizări, în telecomunicații.

Se cunoaște o soluție de oscilator de mare stabilitate, care are în alcătuire un amplificator diferențial, o sursă de curent constant, o punte rezistivă și un circuit oscilant LC, pentru realizarea schemei utilizându-se circuite integrate cu tranzistoare termostatate.

Acesta prezintă dezavantajele:

- folosirea unei bobine cu construcție complicată și preț de cost relativ ridicat;

- imposibilitatea modificării frecvenței într-o gamă mai largă;

- dificultatea realizării frecvențelor joase și foarte joase;

- factor de distorsiuni neliniare insuficient de redus.

Se cunoaște, de asemenea, soluția oscilator LC, în punte cu amplificator operațional, care prezintă, pe lângă dezavantajele citate mai sus, și pe acela al unei stabilități a frecvenței și amplitudinii mai slabe.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui oscilator de foarte mare stabilitate, bazat pe un circuit oscilant derivație cu inductanță și capacitate simulate.

Oscilatorul sinusoidal de foarte mare stabilitate, realizat cu amplificatoare operaționale, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că are în alcătuire două amplificatoare operaționale cu rezistență mare de intrare, cu rezistențe de reacție, intrările inversoare fiind legate în paralel și având conectată spre masă o rezistență de pierderi artificiale, intrarea neinversoare a fiecărui amplificator fiind cuplată, pe de o parte, la ieșirea celuilalt amplificator printr-o rezistență respectiv un condensator, și, pe de altă parte, la masă, printr-un condensator, respectiv o rezistență, amplificatoarele astfel interconectate simulând o inductanță și o capacitate conectate în paralel, cu pirderi foarte mici, ieșirile celor două amplificatoare constituind două ieșiri ale oscilatorului în cuadratură cu amplitudini corelate, iar intrarea neinversoare a primului amplificator, cuplată la masă prin una, sau mai multe diode de limitare, constituind o a treia ieșire, cu amplitudine constantă în raport cu frecvența.

într-o altă variantă de realizare, cu posibilitatea de modificare a frecvenței, rezistențele de reacție sunt realizate din niște rezistoare de valoare fixă și un potențiometru cu cursorul legat la intrările inversoare ale amplificatoarelor.

Oscilatorul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- are o foarte bună stabilitate a frecvenței și amplitudinii tensiunii sinusoidale și un foarte bun factor de distorsiuni ;

- poate genera frecvențe joase și foarte joase, foarte stabile;

- prezintă trei ieșiri, din care două sunt în cuadratură;

- se poate modifica frecvența în gamă largă;

- este simplu și, dacă este proiectat corespunzător, poate fi realizat complet integrat, inclusiv capacitățile.

Se dau în continuare două exemple de realizare a invenției, în legătură cu fig.l și fig.2, care reprezintă:

- fig.l, oscilator pentru frecvență fixă;

- fig.2, oscilator cu frecvență variabilă.

Oscilatorul (fig.l) este constituit din două amplificatoare, de obicei operaționale Aj,A₂, cu rezistența mare de intrare, intercuplate prin niște rețele formate din patru rezistențe R₁,R₂,R₃,R₄ și două condensatoare C,,C₂, având rezistențe de reacție R₂, respectiv R₃, între ieșiri și intrările inversoare. Intrările inversoare sunt legate în paralel și au conectată spre masă o rezistență de pierderi artificiale R_p, intrarea neinversoare a fiecărui amplificator A„A₂ fiind cuplată, pe de o parte, la ieșirea celuilalt amplificator, prin rezistența R₂, respectiv condensatorul C₂, iar pe de altă parte, la masă, prin condensatorul C₂, respectiv rezistorul R₄.

Amplificatoarele, astfel cuplate între ele, simulează o inductanță și o capacitate legate în paralel al căror factor de calitate se poate face foarte mare cu ajutorul rezistenței de pierderi artificiale R_p, corespunzător aleasă.

Ieșirile celor două amplificatoare A_1; A₂constituie două ieșiri ale oscilatorului în cuadratură, cu amplitudini corelate uOl, u02, iar intrarea neinversoare a primului amplificator A_n cuplată la masă prin niște diode de limitare D,,D₂ constituie o a treia ieșire, cu amplitudine constantă u03 în raport cu frecvența.

Dacă este cazul, se adaugă, între intrările unuia dintre amplificatoare, niște componente de corecție R_c, C_c pentru corecția amplificatorului.

într-o a doua variantă de realizare (fig.2), rezistențele de reacție R, și R₃ sunt realizate din niște rezistoare de valoare fixă, legate printr-un potențiometru P având cursorul legat la intrările inversoare ale amplificatoarelor.

Pentru realizarea schemei electronice în oricare din variante, se utilizează fie două amplificatoare separate A_l5A₂, fie un amplificator integrat dual, eventual cu intrare pe tranzistoare TECJ sau MOS, o diodă simplă D,, sau două în antiparalel D,,D₂, ori una sau două joncțiuni de tranzistoare termostatate dintr-un circuit integrat specializat, sau două LED-uri sau două diode Zener în serie în opoziție, condensatoare și rezistențe cât mai stabile la variația temperaturii mediului.

Frecvența de oscilație a oscilatorului este dată de relația:

12tt\ deci frecvența de oscilație se poate modifica în varianta a doua, prin potenț io metrul P ce ajustează raportul R₃/R,. Oscilatorul furnizează la ieșiri tensiunile uOl și u02 în cuadratură, având amplitudini ce depind de poziția potențiometrului P.

Este posibilă extragerea și folosirea din schemă, printr-un repetor, a tensiunii u03, de la intrarea neinversoare a amplificatorului A„ a cărei amplitudine nu este afectată de potențiometrul P. în acest caz, prin P se ajustează numai frecvența oscilațiilor. Folosind diferite diode de limitare se poate asigura o modificare simplă, în trepte, a amplitudinii.

Claims

Revendicări

1.Oscilator sinusoidal de foarte mare stabilitate, realizat cu amplificatoare operaționale, caracterizat prin aceea ca are în alcătuire două amplificatoare operaționale ( A„A₂), cu rezistență mare de intrare, având rezistențe de reacție (R_nR₃) între ieșiri și intrările inversoare , intrările inversoare fiind legate în paralel și având conectată spre masă o rezistență (R_p), intrarea neinversoare a fiecărui amplificator (A„A₂) fiind cuplată, pe de o parte, la ieșirea celuilalt amplificator printr-o rezistență (R₂), respectiv un condensator( C₂), și, pe de altă parte, la masă printr-un condensator (CJ, respectiv o rezistență (R₄), amplificatoarele astfel interconectate simulând o inductanță și o capacitate conectate în paralel, ieșirile celor două amplificatoare (A,,A₂) constituind două ieșiri ale oscilatorului în cuadratură cu amplitudini corelate, iar intrarea neinversoare a primului amplificator (A,), cuplată la masă prin una sau mai multe diode de limitare (D₁₅D₂), constituind o a treia ieșire cu amplitudine constantă, în raport cu frecvența.
2. Oscilator, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că diodele de limitare (D,,D₂) pot fi joncțiuni termostatate sau o combinație de diode simple sau Zener sau LED.
3. Oscilator, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, într-o altă variantă de realizare, cu posibilitatea de modificare a frecvenței, rezistențele de reacție (R, și R₂) sunt realizate din niște rezistori de valoare fixă și un potențiometru (P), având cursorul legat la intrările inversoare ale amplificatoarelor (A„ A₂).
4. Oscilator, conform revendicărilor

1...3, caracterizat prin aceea că rezistența de pierderi artificiale (R_p) este astfel aleasă încât să permită creșterea factorului de calitate.