1
Oscilatori prostoperiodi
č
nih oscilacija
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
2
16. decembar 2014.
Višestepeni poja
č
ava
č
i
Sadržaj
1. Namena
2. Princip rada, uslov oscilovanja
3. Tipovi linearnih oscilatora
4. RC oscilatori
5. LC oscilatori
6. Oscilatori sa kristalom kvarca
3
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Generisanje signala sa kontrolisanim dinami
č
kim
parametrima (amplituda, oblik, frekvencija)
Oscilatori prostoperiodi
č
nih osciacija
linearni
Oscilatori složenoperodi
č
nih oscilacija
– generatori funkcija
Namena
Klasifikacija:
4
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
A=y
i
/(x
u
+x
r
);
B= x
r
/ y
i
;
A
r
= y
i
/x
u
;
Opšta struktura poja
č
ava
č
a sa povratnom spregom.
Kolo povratne sprege
Kolo poja
č
ava
č
a
Optere
ć
enje
Izvor signala
x
r
y
i
x
u
x
u
+
x
r
B
x
u
=0
KAKO Oscilatori generišu
signal na izlazu i kada nema pobude?
Princip rada
5
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Opšta struktura oscilatora
Optere
ć
enje
Izvor signala
y
i
=Ax
r
;
x
r
= By
i
;
Kolo povratne sprege
Kolo poja
č
ava
č
a
x
r
y
i
x
r
B
AB=1
y
i
=ABy
i
;
Dakle, ako je AB=1, signal y
iz
postoji i
kada
nema
pobudnog signala !!!
6
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Opšta struktura oscilatora
Izvor signala
B(s)A(s)
1
A(s)
(s)
(s)
(s)
r
A
ul
iz
−
=
=
V
V
V
iz
(s)=A(V
ul
(s)+ V
r
(s)); V
r
(s)=BV
iz
(s);
Kolo poja
č
ava
č
a
Optere
ć
enje
Kolo povratne sprege
V
r
(s)
V
iz
(s)
B(s)
V
ul
(s)=0
V
ul
(s) + V
r
(s)
V
iz
(s)=A(V
ul
(s)+ BV
iz
(s))
U frekvencijskom domenu s=j
ω
ωω
ω
=j2
ππππ
f
7
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Za A(s)B(s)=1
0
)
(
)
(
)
(
s
V
s
V
s
V
r
A
iz
ul
iz
⇔
∞
→
=
(s)
Može se dobiti signal na izlazu i ako je
V
ul
(s)=0 !!!
A(s)B(s)=1 Barkhauzenov kriterijum oscilovanja
B(s)A(s)
1
A(s)
(s)
(s)
(s)
r
A
ul
iz
−
=
=
V
V
Optere
ć
enje
Kolo povratne sprege
V
r
(s)
V
iz
(s)
B(s)
V
ul
(s)=0
V
ul
(s) + V
r
(s)
Opšta struktura oscilatora
8
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Kružno poja
č
anje A(s)B(s)=1, zna
č
i da A kompenzuje
slabljenje u kolu povratne sprege B.
A=1/B
Optere
ć
enje
Kolo povratne sprege
V
r
(s)
V
iz
(s)
B(s)
V
ul
(s)=0
V
ul
(s) + V
r
(s)
Opšta struktura oscilatora
13
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Za matemati
č
are:
analiza se svodi na odre
đ
ivanje korenova
karakteristi
č
ne jedna
č
ine
Prvi korak
i/ili
(s)
(s)
)
(
B(s)A(s)
1
A(s)
x
y
(s)
r
A
ul
iz
u
i
V
V
=
−
=
=
(s)
(s)
(s)
iz
iz
∆
∆
=
V
0
=
∆
(s)
∞
→
(s)
iz
V
1-A(s)B(s)=0
(s)
B(s)A(s)
1
A(s)
(s)
(s)
r
A
(s)
ul
ul
iz
V
V
V
⋅
−
=
=
0
∞
→
(s)
iz
V
14
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Prvi korak
Da bi se oscilacije uspostavile treba AB > 1;
AB=1+
δδδδ
Kako vratiti amplitudu na željenu vrednost?
Nelinearnim kolom za kontrolu amplitude
Drugi korak
15
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Drugi korak
Amplituda oscilacija oscilatora nije odre
đ
ena uslovom
oscilovanja, ve
ć
zavisi od granica koje definišu radnu
oblast aktivnog elementa.
(šta je to za BJT,
a šta za MOSFET).
Rast amplitude dovodi radnu ta
č
ku u nelinearni deo
karakteristika aktivnog elementa, (npr. zaravnjeni vrh
signala).
Time se unose haromijske komponente (signal sadrži
komponente na razli
č
itim frekvencijama).
16
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Kolo za kontrolu amplitude
Drugi korak
v
i
v
u
17
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Kolo za kontrolu amplitude
Za malo v
u
, diode inverzno polarisane, V
i
=?
Metod superpozicije
Sukcesivno se posmatra uticaj
svakog generatora pojedina
č
no
kada su ostali isklju
č
eni (=0).
V
i
v
u
V
i
= - (R
f
/R
1
)v
u
+
+ (R
4
+R
5
)/(R
2
+R
3
+R
4
+R
5
)V +
+ (R
2
+R
3
)/(R
2
+R
3
+R
4
+R
5
)(-V)
18
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Kolo za kontrolu amplitude
Za malo v
u
, diode inverzno polarisane, V
i
=?
V
i
= - (R
f
/R
1
)v
u
+
+ (R
4
+R
5
)/(R
2
+R
3
+R
4
+R
5
)V +
+ (R
2
+R
3
)/(R
2
+R
3
+R
4
+R
5
)(-V)
V
i
= - (R
f
/R
1
)v
u
za R
2
=R
5
i R
3
=R
4
V
i
v
u
19
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Kolo za kontrolu amplitude
Za malo v
u
, diode inverzno polarisane
v
i
=-(R
f
/R
1
)v
u
v
i
v
u
20
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Kolo za kontrolu amplitude
Kada v
u
poraste, V
i
se smanji, tako da D1 provede
Nagib (poja
č
anje) = -R
f
’/R
1
R
f
’ =R
f
||R
3
< R
f
V
i
v
u
V
i
v
u
25
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
U ovom kursu – linearni oscilatori
Iako u nazivu LINEARNI, oni moraju da
sadrže i nelinearne elemente da bi zadržali
kontrolu veli
č
ine amplitude
• RC oscilatori,
• Ocilatori sa oscilatornim kolima - LC oscilatori
• Ocilatori sa kristalom kvarca
Oscilatori
26
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
U ovom kursu – linearni oscilatori
Oscilatori
Tipovi:
- RC oscilatori
- Vinov most
- Fazni pomeraj
- Oscilatori sa oscilatornim kolima
- Kolpicov
- Hartlejev
- sa induktivnom spregom
- sa negativnom otpornoš
ć
u...
- Oscilatori sa kristalom kvarca (Pirsov)
27
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
RC oscilatori (10Hz – x100kHz)
• Oscilator sa Vinovim mostom
• Oscilator faznog pomeraja
28
16. decembar 2014.
Oscilatori prostoperiodi
č
nih
oscilacija
Oscilator sa Vinovim mostom (Wien)
