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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dos osciladores CMOS. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado En experimentos con el chip CMOS K176LA7 ampliamente utilizado, el autor logró implementar dos generadores simples, que ofrecemos a los lectores. En la práctica de la radioafición, a menudo existe la necesidad de un generador altamente estable, pero no se puede encontrar un resonador de cuarzo con la frecuencia de operación deseada. Si hay un resonador con una frecuencia más alta, puede, por ejemplo, hacer un oscilador con estabilización de frecuencia de cuarzo y luego usar un divisor para bajarlo al valor deseado. Tal dispositivo generalmente requiere al menos dos microcircuitos. Mientras tanto, cuando un radioaficionado tiene un resonador con una frecuencia de operación tres veces superior a la requerida, el problema se puede resolver mucho más fácilmente. En el generador, cuyo circuito se muestra en la Fig. 1, el autor usó un resonador de cuarzo a una frecuencia de 500 kHz, y la onda cuadrada a la salida del generador tenía una frecuencia de 166.(6) kHz. Puede tomar resonadores para otras frecuencias (desde decenas de kHz hasta varios MHz), pero en este caso deberá seleccionar experimentalmente el condensador C1 y la resistencia R1. (Cuanto mayor sea la frecuencia, menor será la calificación, y viceversa). Pero, ¿cómo funciona un generador de este tipo si el cuarzo no tiene resonancias a frecuencias inferiores a la fundamental? El punto es que en la Fig. 1 generador RC tiene todas las condiciones para la autoexcitación. De hecho, la capacitancia paralela del cuarzo y el soporte de cuarzo forman un circuito de retroalimentación positiva, y la resistencia R1 cierra el circuito de retroalimentación de CC, lo que garantiza el funcionamiento lineal de los dos primeros elementos del microcircuito DD1. Al seleccionar la resistencia R1 y el capacitor C1, la frecuencia del oscilador se establece ligeramente más baja que la frecuencia de operación del resonador de cuarzo, dividida por tres. Frentes escarpados de pulsos rectangulares excitan el resonador en la frecuencia fundamental th. El voltaje que surge en sus terminales con una frecuencia de 500 kHz sincroniza el generador RC, y muy duro, preciso a la fase.
Todo esto se puede observar usando un osciloscopio conectando una sonda con una pequeña capacitancia de entrada (para no interrumpir el funcionamiento del generador) a la salida correcta del resonador de cuarzo según el circuito. La pantalla muestra cómo se superponen oscilaciones sinusoidales de menor amplitud con una frecuencia de 166 kHz a oscilaciones rectangulares con una frecuencia de 6. (500) kHz. El ancho de banda de sincronización del generador descrito es bastante grande, por lo que factores desestabilizadores como cambios en ciertos límites de la tensión de alimentación, temperatura y valores nominales de los elementos prácticamente no tienen efecto en su funcionamiento. La estabilidad de su frecuencia está totalmente determinada por el resonador de cuarzo utilizado. Otro generador, en contraste con el que se acaba de describir, tiene un rango de sintonización muy amplio, y aquí ya no es necesario hablar sobre la estabilidad de la frecuencia; está completamente determinado (la dependencia de la temperatura no se ha estudiado) por la estabilidad del control. Voltaje. El circuito del generador se muestra en la fig. 2. Tiene un solo condensador de bloqueo, que evita que las oscilaciones del generador entren en el circuito de control de frecuencia y lo protege de interferencias externas. No participa en el funcionamiento del generador en sí. Todos los elementos del microcircuito están conectados en serie, el generador está ensamblado en los tres primeros y la etapa intermedia de salida está en el cuarto.
El circuito de realimentación está formado por la resistencia R1, es negativa para corriente continua y por tanto proporciona un modo lineal de funcionamiento de los elementos generadores. En cada uno de ellos, la señal se retrasa durante un cierto tiempo, y la duración de este retraso depende en gran medida de la tensión de alimentación: cuanto mayor es, menor es el retraso. El cambio de fase de oscilación es proporcional al producto del tiempo de retardo y la frecuencia. A una frecuencia suficientemente alta, el cambio de fase en cada elemento del microcircuito alcanza los 60, y en los tres, 180 °. Como resultado, el OOS se convierte en positivo y el generador se excita a esta frecuencia. Cuando la tensión de alimentación aumenta de 3 a 12 V, la frecuencia del generador cambia de unos 300 kHz a 6 MHz, es decir, 20 veces. El consumo de corriente aumenta en este caso de fracciones de un miliamperio a 2 mA. Para que el generador cubra, por ejemplo, el rango de onda media (500 ... 1600 kHz), la tensión de alimentación debe cambiar de solo 3,5 a 5 V. El rango de frecuencia se puede cambiar seleccionando la resistencia R1. La ventaja del generador descrito es su excepcional simplicidad, y el principal inconveniente es la fuerte dependencia de la tensión de salida con respecto a la frecuencia. Autor: V.Polyakov, Moscú
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