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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dois osciladores CMOS. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador Em experimentos com o amplamente utilizado chip CMOS K176LA7, o autor conseguiu implementar dois geradores simples, que oferecemos aos leitores. Na prática do rádio amador, muitas vezes há a necessidade de um gerador altamente estável, mas não é possível encontrar um ressonador de quartzo com a frequência operacional desejada. Se houver um ressonador com frequência mais alta, você pode, por exemplo, fazer um oscilador com estabilização de frequência de quartzo e, a seguir, usar um divisor para reduzi-lo ao valor desejado. Tal dispositivo geralmente requer pelo menos dois microcircuitos. Enquanto isso, quando um rádio amador tem um ressonador com uma frequência de operação três vezes maior do que a necessária, o problema pode ser resolvido com muito mais facilidade. No gerador, cujo circuito é mostrado na Fig. 1, o autor utilizou um ressonador de quartzo com frequência de 500 kHz, sendo que a onda quadrada na saída do gerador tinha frequência de 166,(6) kHz. Você pode levar ressonadores para outras frequências (de dezenas de kHz a vários MHz), mas neste caso você terá que selecionar experimentalmente o capacitor C1 e o resistor R1. (Quanto maior a frequência, menores as avaliações e vice-versa). Mas como funciona esse gerador se o quartzo não tem ressonâncias em frequências abaixo da fundamental? O ponto é que na Fig. 1 gerador RC tem todas as condições para auto-excitação. De fato, a capacitância paralela do quartzo e do suporte de quartzo forma um circuito de feedback positivo, e o resistor R1 fecha o circuito de feedback DC, o que garante a operação linear dos dois primeiros elementos do microcircuito DD1. Ao selecionar o resistor R1 e o capacitor C1, a frequência do oscilador é ajustada ligeiramente abaixo da frequência operacional do ressonador de quartzo, dividida por três. Frentes íngremes de pulsos retangulares excitam o ressonador na enésima frequência fundamental. A tensão que surge em seus terminais com uma frequência de 500 kHz sincroniza o gerador RC, e muito forte, precisa da fase.
Tudo isso pode ser observado com a ajuda de um osciloscópio conectando uma ponta de prova com uma pequena capacitância de entrada (para não atrapalhar o funcionamento do gerador) na saída certa do ressonador de quartzo de acordo com o circuito. A tela mostra como oscilações senoidais de menor amplitude com frequência de 166 kHz são sobrepostas a oscilações retangulares com frequência de 6, (500) kHz. A largura de banda de sincronização do gerador descrito é bastante grande, portanto, fatores desestabilizadores como mudanças em certos limites da tensão de alimentação, temperatura e classificações do elemento praticamente não afetam sua operação. A estabilidade de sua frequência é inteiramente determinada pelo ressonador de quartzo utilizado. Outro gerador, ao contrário do que acabamos de descrever, possui uma faixa de sintonia muito ampla, e aqui não é mais necessário falar sobre estabilidade de frequência - é totalmente (a dependência da temperatura não foi estudada) é determinada pela estabilidade do controle tensão. O circuito do gerador é mostrado na fig. 2. Possui apenas um capacitor de bloqueio, que impede que as oscilações do gerador entrem no circuito de controle de frequência e o protege de interferências externas. Não participa da operação do próprio gerador. Todos os elementos do microcircuito são conectados em série, o gerador é montado nos três primeiros e o estágio do buffer de saída está no quarto.
O circuito de feedback é formado pelo resistor R1, é negativo para corrente contínua e, portanto, fornece um modo de operação linear dos elementos geradores. Em cada um deles, o sinal é atrasado por um determinado tempo, e a duração desse atraso depende muito da tensão de alimentação - quanto maior, menor o atraso. A mudança de fase de oscilação é proporcional ao produto do tempo de atraso e da frequência. Em uma frequência suficientemente alta, a mudança de fase em cada elemento do microcircuito atinge 60 e em todos os três - 180 °. Como resultado, o OOS se torna positivo e o gerador é excitado nessa frequência. Quando a tensão de alimentação é aumentada de 3 para 12 V, a frequência do gerador muda de cerca de 300 kHz para 6 MHz, ou seja, 20 vezes. O consumo de corrente aumenta neste caso de frações de miliamperes para 2 mA. Para que o gerador cubra, por exemplo, a faixa de onda média (500 ... 1600 kHz), a tensão de alimentação deve mudar de apenas 3,5 para 5 V. A faixa de frequência pode ser alterada selecionando o resistor R1. A vantagem do gerador descrito é sua simplicidade excepcional e a principal desvantagem é a forte dependência da tensão de saída da frequência. Autor: V.Polyakov, Moscou
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