¿Cómo funciona un oscilador?

Tanto L como C son elementos de almacenamiento de energía, con la energía del inductor igual a [matemática] \ frac {1} {2} LI ^ 2 [/ matemática] y la energía del condensador es [matemática] \ frac {1} {2} CV ^ 2 [ /matemáticas].

Lo que sucede es que cuando una fuente combina una serie o derivación de ambas, una pequeña cantidad de energía se almacena tanto en L como en C. Esta energía rebota de un lado a otro entre los dos dispositivos de manera sinusoidal, la frecuencia de la sinusoide dada por [math] \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} [/ math].

Los sistemas del mundo real generalmente tienen una cierta cantidad de resistencia (en los cables, la bobina del inductor, el ESR del condensador) que permiten que estas oscilaciones disminuyan. Pero en el caso ideal sin resistencia, las oscilaciones pueden continuar para siempre.

La mayoría de los amplificadores tienen retroalimentación negativa, pero bajo ciertas condiciones la señal de salida puede oscilar a una amplitud y frecuencia constantes, como es el caso de un sistema marginalmente estable. Ganancia de bucle cerrado = A / 1 + AB, donde A es la ganancia del amplificador directo y B es la retroalimentación. Para el sistema marginalmente estable (no amortiguado), los polos del sistema de bucle cerrado se encuentran en el eje jW y para el sistema estable donde los polos de extinción transitorios se encuentran en el lado izquierdo del eje jW. Pero para un sistema inestable, la parte real del polo se encuentra en el lado derecho del eje jW, y la amplitud de la señal continúa aumentando hasta que está limitada por la no linealidad del amplificador (corte y saturación). Si la ganancia de bucle AB es precisamente -1, lo cual es posible a alguna frecuencia particular, el sistema regenera su señal y la señal de entrada se puede eliminar después. En tal condición, la ganancia de bucle cerrado es infinito y el amplificador se rompe en oscilación.

Los amplificadores tienen la propiedad de elevar cualquier señal en la entrada, algunas veces hay retroalimentación constructiva que recibe señal de parámetros parásitos y si no se filtran / atenúan de alguna manera, el sistema oscila, eso sucede con bastante frecuencia a una frecuencia muy alta donde la retroalimentación En realidad, debido a un diseño incorrecto, un oscilador usa esa capacidad para obtener una oscilación a una frecuencia bien definida al cambiar la fase de salida 180 grados y al ingresar con una entrada negativa, el cambio es solo para una frecuencia específica / seleccionable.

El circuito del tanque oscila solo a una frecuencia establecida decidida por los componentes L y C. Pero es una oscilación amortiguada, que muere con el tiempo. Para que esta oscilación sea sostenible, debe reponerse con un amplificador. Las oscilaciones de arranque en el tanque se inician conectando la fuente de alimentación.

Si sabes cómo funciona un péndulo en un reloj antiguo, entonces así es como funciona el oscilador. En electrónica existe lo que llamamos un oscilador “biestable”. Se compone de 2 transistores y cada uno tiene un estado biestable. Lo que significa que se están encendiendo y apagando o en alto y bajo, pero no al mismo tiempo. Más bien, cuando uno es bajo, el otro es alto y ambos se disparan para cambiar de estado, por lo que se convierte en un oscilador. La frecuencia está dictada por la constante de tiempo RC (valor de resistencia y condensador) del circuito.

un oscilador es en realidad un dispositivo de retroalimentación positiva (es decir, el o / p se multiplica con la ganancia y nuevamente se agrega con el i / p). Ahora, una vez que lo inicias, la ganancia sigue aumentando y aumentando, por lo tanto, permite que un oscilador ideal produzca o / p hasta un tiempo infinito sin más i / p después del i / p inicial.

Hay muchos tipos de oscilador. En general, existe algún tipo de sistema resonante y un mecanismo para inyectar energía para combatir las pérdidas.