ELEMANIA
Forme onda - Innesco oscillazioni
Innesco delle oscillazioni

Il criterio di Barkhausen ricavato nella lezione precedente

<A(jω).β(jω) = 0
|A(jω).β(jω)| = 1

rende possibile il mantenimento nel tempo di un'oscillazione sinusoidale all'interno di un circuito retroazionato.

Tuttavia tale oscillazione, prima di essere mantenuta, dev'essere innescata. Si ricordi che il circuito non ha ingressi e dunque non esiste il modo di immettere dall'esterno tale oscillazione. L’innesco delle oscillazioni è reso possibile dai transitori di accensione del dispositivo e dalla presenza del rumore termico dei diversi componenti, che generano tensioni di uscita dell’ ordine dei µV con frequenze fino a 1000 GHz. Tali tensioni, per quanto piccole, sono sufficienti per innescare la risposta libera dell'oscillatore anche in assenza di segnali di ingresso.

Guadagno variabile

La condizione |A(jω).β(jω)| = 1 assicura che l'oscillazione presente nel circuito si mantenga con ampiezza costante. Tuttavia ciò funziona in condizioni di regime, cioè quando l'oscillazione ha raggiunto l'ampiezza desiderata. In fase di innesco però occorre al contrario amplificare la debole oscillazione libera prodotta dal circuito, in modo tale da farla aumentare di ampiezza.

Dunque all'innesco occorre avere un guadagno di anello maggiore di uno e cioè

|A(jω).β(jω)| > 1

Tale guadagno dev'essere poi riportato a uno non appena le oscillazioni prodotte sono diventate abbastanza grandi (se così non si facesse, il guadagno maggiore di uno porterebbe l'oscillatore a saturare molto rapidamente). Ciò richiede la presenza nel circuito di un qualche sistema di controllo automatico del guadagno.

Nella pratica il controllo automatico del guadagno viene realizzato utilizzando dei diodi che aprono le maglie di retroazione per segnali di piccola ampiezza, in modo da portare automaticamente il guadagno (in assenza di retroazione) a valori molto elevati.

Altre soluzioni usano termistori al posto delle resistenze normali: i termistori all'aumentare del segnale applicato si scaldano e variano di conseguenza il proprio valore resistivo. Dimensionandoli opportunamente si possono ottenere valori del guadagno di anello maggiori di 1 per segnali di piccola ampiezza (innesco delle oscillazioni) e uguali a 1 quando le ampiezza sono diventate maggiori. In altri casi al posto dei termistori vengono usati transistor JFET con scopi analoghi.

 

 

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