SIMULACION No6: OSCILADOR DE CAMBIO DE FASE

.

1

INFORME SIMULACION N 6: OSCILADOR THE CAMBIO DE FASE

Ricardo A Castaeda P

Ksta_93@hotmail.com Andrs F Escobar G

Felipe1368@hotmail.com

RESUMEN: en el siguiente laboratorio se busca asentar los conceptos del comportamiento de los osciladores sus caractersticas y comportamiento dentro de los osciladores contamos con diversas configuraciones por motivos prcticos y para introducirse en el tema se analizara el oscilador de cambio de fase, parmetros de capacitancia, frecuencia, realimentacin entre otras

PALABRAS CLAVE: frecuencia de oscilacin,

realimentacin, capacitancia,

1. INTRODUCCIN

Los osciladores son circuitos diseados para

generar seales oscilatorias teniendo o no seales en su entrada esto depende de la configuracin y el tipo de oscilador, su comportamiento est definido por una frecuencia de resonancia dado por la configuracin de las capacitancia e inductancias del sistema los osciladores de cambio de fase presentan un desfase completo entre su entrada y su salida de 360 grados los cuales estn distribuidos entre el desfase generado por un amplificador operacional y las configuraciones RC.

2. PROCEDIMIENTO

Para esta prctica, se implemento el circuito de la Fig 1, en la herramienta Multisim.

Fig 1. Circuito Implementado en Multisim

Luego, se configura parmetros de la simulacin y

se reproduce, para la cual observamos en el osciloscopio las siguientes seales, ver Fig 2.

Fig 2: Seales del oscilospio.

Al sacar del periodo de la seal de salida, obtenemos la frecuencia de oscilacin terica, para ellos debemos tener en cuenta la ganancia del sistema que est dada por la resistencia del potencimetro y la resistencia que est en el terminal inversor del amplificador operacional. Para este caso en particular, estamos con el potencimetro de 1M en 50% de su capacidad, lo cual es aproximadamente 500k, lo cual dara por ganancia:

=

Donde Rf es la resistencia del potencimetro y Ri, es la resistencia conectada al terminal negativo, para cual este nos da una ganancia de aproximadamente 50. Al tomar el periodo de la seal que se muestra en la Fig 2, si:

=1

La frecuencia seria 529 Hz Ahora colocamos un Analizador de Espectro, observamos la Fig 3.

SIMULACION No6: OSCILADOR DE CAMBIO DE FASE

.

2

Fig 3: Analizador de Espectro

En la Fig 3, observamos que la frecuencia que nos

produce es de 500Hz.

A continuacin, se cambia la resistencia del potencimetro hasta comprobar que el sistema empieza a oscilar, esta es aproximadamente cuando el

potencimetro este en 29%. Para lo cual, observamos lo siguiente:

Fig 4. Osciloscopio mnima ganancia.

Fig 5. Analizador Espectro caso mnimo.

Como vemos en las figuras 4 y 5, es el

comportamiento a la mnima ganancia para que el sistema pueda oscilar.

Ahora observaremos la seales en cada filtro como

se presenta un desfase de aproximadamente 60 por cada filtro pasa alta.

Fig 6: Desfase 1er Filtro

Fig 7:Desfase 2do filtro

Fig 8: Desfase 3er filtro

Ver tabla 2

SIMULACION No6: OSCILADOR DE CAMBIO DE FASE

.

3

3. TABLAS Y GRAFICAS Con la frecuencia de corte terica que sale de la ecuacin:

=1

2 6

La cual se compara con la medida con la Fig 9, y esto esta presente en la tabla 1.

Fig 9: Periodo Oscilacin Mnima ganancia

Tabla 1

VALOR

MEDIDO

VALOR

CALCULADO

Frecuencia

(Hz)

612.74 649.75

31 29

Ahora es la tabla #2, donde se toma los periodos de las Fig 6,7,8.

Tabla 2

SEAL PERIODO FASE()

Seal B 446.7 S 65,5

Seal C 824.7 S 125,7

Seal D 1,2mS 183,24

4. DESAFIOS ADICIONAL Para este caso implementamos el mismo circuito de

prueba solo que esta vez nos piden un valor de frecuencia de oscilacin de 900 Hz, entonces haciendo uso de la ecuacin 1, y tomando el mismo valor de resistencia, se procede a realizar el despeje para hallar un nuevo valor de capacitor, haciendo uso de la ecuacin 3.

Entonces se procede a correr la simulacin como se

muestra en la figura 3, tomando de nuevo datos de frecuencia de oscilacin, y valor mnimo para oscilaciones y compara con lo terico, Aqu se observa que el valor mnimo esta vez se aleja ms de lo tericamente esperado con la nueva frecuencia y valor de capacitor.

=1

2 6

Para lo cual dio C=7.21nF, esta es su imagen,

Fig 10: Oscilacion 900Hz

Fig 11: Analizador espectro 900Hz

La cual nos da la tabla 3.

SIMULACION No6: OSCILADOR DE CAMBIO DE FASE

.

4

Tabla 3

VALOR

MEDIDO

VALOR

CALCULADO

Frecuencia

(Hz)

875 900

36 29

5. CONCLUSIONES

Se comprob de forma simulada el comportamiento de un oscilador por cambio de fase el cual presenta oscilaciones propias definidas por las caractersticas del sistema.

Los osciladores de cambio de fase y en general

estas regidos por el criterio de Barkhausen el cual determinara si el sistema oscila o no.

Se comprob que las configuraciones RC que

presenta el oscilador generan desfases los cuales estn diseados para que desfasen la seal en un total de 180 grados.

6. OBSERVACION Y CONCLUSIONES

Como observacin se tiene a pesar de contar tericamente con el criterio de Barkhausen y las configuraciones RC el sistema no es ideal lo cual presentara variaciones en su salida es decir los desfases entre la entrada y la salida no sern exactos sin embargo cumplen con las especificaciones de diseo para su anlisis.