b) OSCILADORES COM DISPOSITIVOS AMPLIFICADORES
Qualquer dispositivo que amplifique um sinal pode ser usado como base para um circuito oscilador. Podemos dar como exemplos as válvulas, os transistores comuns, transistores de efeito de campo, etc.
Um oscilador deste tipo tem então um elemento amplificador e uma "rede de realimentação positiva" que tem por finalidade "jogar" parte do sinal retirado na saída, de volta na entrada.
Evidentemente, um amplificador para oscilar tem de satisfazer certos requisitos: a parte do sinal retirada da saída e jogada de volta à entrada tem de ser capaz de excitar o circuito e portanto mantê-lo funcionando. Isso implica que a condição necessária para se obter a oscilação é que o ganho do circuito seja maior que 1.
Os diversos tipos de osciladores recebem nomes que dependem da maneira como a realimentação é feita ou então que homenageiam seus descobridores. Os mais comuns são os seguintes:
Oscilador Hartley:
Este oscilador é bastante popular tanto em vista de sua simplicidade como pelas suas características que permitem gerar sinais que vão desde a faixa de áudio até algumas dezenas de megahertz, utilizando-se componentes comuns.
A configuração básica do oscilador Hartley com transistor NPN é mostrada na figura 9.
Neste oscilador, a frequência das oscilações é basicamente determinada pela bobina e pelo capacitor em paralelo que formam um circuito ressonante. A fórmula que relaciona estes dois componentes com a frequência gerada está junto ao diagrama.
O resistor tem por finalidade fazer a polarização de base do transistor e o capacitor Cb fornece o percurso para o sinal de realimentação. O resistor, juntamente com o capacitor Cb possuem certa constante de tempo que "retarda" o sinal de realimentação e por isso esses componentes têm certa influência na frequência do sinal gerado. Assim, nos circuitos de baixa frequência é comum agregar-se um controle de frequência a este tipo de oscilador na forma de um potenciômetro que atua sobre a polarização.
A realimentação é obtida fazendo-se com que o enrolamento da bobina forme um auto-transformador. Metade do enrolamento é a carga e a outra metade funciona como um secundário que inverte a fase do sinal e o joga com a fase invertida à base do transistor de modo a manter as oscilações. Veja que o transistor na configuração de emissor comum inverte a fase do sinal amplificado, por isso, para excitá-lo precisamos desta inversão que é garantida pela bobina com derivação.
O sinal para ser usado num circuito externo pode ser retirado diretamente do coletor do transistor. No entanto, também podemos ter um segundo enrolamento no transformador para esta finalidade.
Com uma segunda bobina, conforme mostra a figura 10, não só podemos ter melhor casamento de impedância com o circuito que vai ser excitado como ainda garantimos um isolamento entre o oscilador e o que vai ser excitado.
Nos circuitos de áudio, em que o oscilador Hartley deve gerar sinais de frequências menores que 10 Hz, um transformador comum de saída para transistores ou semelhante pode ser usado, pois se necessita de impedâncias elevadas.
Veja que o sinal deste circuito, à medida que a frequência aumenta, se aproxima bastante da forma de onda senoidal. A potência gerada também pode ser bastante alta. Com transistores como os TIP41 e 2N3055 é possível obter diretamente de um circuito como esses sinais de até algumas dezenas de watts na faixa de áudio.
Para a faixa de RF este circuito também tem bom rendimento, podendo ser elaborados pequenos transmissores para a faixa de ondas médias e curtas, conforme mostra a figura 11.
Na figura 12 temos um circuito básico para a faixa de áudio e RF até alguns megahertz com os valores típicos dos componentes que podem ser usados num projeto.
Para maiores potências podem ser usados transistores como o BD135 ou TIP41 montados em radiadores de calor e a tensão de alimentação pode chegar aos 12 ou 15 volts.
CARACTERÍSTICAS:
* Faixa de frequências: alguns hertz a 50 MHz (tip)
* Tensões de alimentação: 3 a 30V com transistores e 80 a 1000V com válvulas (dependendo do tipo)
* Sinais gerados: senoidais
* Potência de saída: 5 mW a 50W com componentes comuns
Usos: geradores de áudio, inversores, pequenos transmissores, geradores de ultrassons, osciladores de RF, etc.
Observe que nas baixas frequências precisamos de bobinas de grandes indutâncias neste circuito. O núcleo dessas bobinas deve ser de ferro laminado ou ferrite o que leva a dispositivos de grande porte para o caso de potências elevadas como por exemplo em inversores.
