Oscilador de relajación con amplificador operacional
Tema complementario: Disparador Schmitt inversor
Subtema: PWM variable con amplificador operacional
El siguiente proyecto genera dos señales, una señal cuadrada de ciclo útil 50% y una señal cuasi triangular. Está realizado con amplificador operacional, y es una aplicación del disparador Schmitt inversor. Se conoce con el nombre de oscilador de relajación, y su circuito es el siguiente:
El siguiente proyecto genera dos señales, una señal cuadrada de ciclo útil 50% y una señal cuasi triangular. Está realizado con amplificador operacional, y es una aplicación del disparador Schmitt inversor. Se conoce con el nombre de oscilador de relajación, y su circuito es el siguiente:
La señal cuadrada se puede observar en la salida del amplificador operacional "vcuad", y la señal cuasi triangular en el condensador "vctri". La ecuación de diseño es la siguiente:
Tenga en cuenta:
- La frecuencia del oscilador estará limitada por el amplificador operacional que se vaya usar. Si se quiere obtener una frecuencia alta, se debe usar un amplificador operacional que permita operar esas frecuencias, como por ejemplo el lf353 o el lm318.
- La ecuación es válida tanto si se usa polarización simple o polarización dual simétrica o incluso polarización dual asimétrica. Además se puede usar cualquier amplificador indistintamente, ya que el oscilador de relajación funciona como comparador y no como amplificador.
- El voltaje de salida de la señal cuadrada estará entre los voltajes VOH y VOL, es decir los voltajes de saturación del amplificador operacional,
- La amplitud de la señal cuasi triangular es de 1/3 de la amplitud de la señal cuadrada, y estará centrada en la mitad de la señal de salida.
- Como valores de V+ y V- se puede usar cualquier voltaje mientras el amplificador lo permita. Pero valores recomendables serían 12 y 0 voltios en caso de usar fuente simple, o 12 y -12 voltios en caso de usar una fuente dual.
- Este circuito también se conoce con el nombre de multivibrador astable ya que la salida oscila entre dos estados (señal cuadrada).
Para entender mejor se realizarán dos ejemplos.
Ejemplo 1. Se quiere obtener un oscilador que tenga una frecuencia de 300Hz. Se usará el op-amp lm324, y se cuenta con una fuente de 12 voltios. Realice el diseño.
Solución. Damos a C un valor de 100nF (se le puede cualquier valor). Como ya sabemos la frecuencia despejamos R:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación es la siguiente:
La línea de color verde es la señal cuadrada, y la línea de color rojo es la señal cuasi triangular (carga y descarga del condensador).
Ejemplo 2. Diseñe un oscilador de relajación a una frecuencia de 5kHz. Se usará el op-amp lf353. Se cuenta además con una fuente dual de 12 voltios. Realice el diseño.
Solución. Se escoge C de un valor de 100nF. Ya se tiene la frecuencia, despejamos R:
El circuito queda de la siguiente manera:
La simulación es la siguiente:
La línea de color verde es la señal cuadrada, y la línea de color rojo es la señal cuasi triangular(carga y descarga del condensador).
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hola, en el ejemplo 2 no quedaria mas simple el terminal no inversor conectado a tierra (0 v) ?
ResponderBorrarHola vitocosmics
BorrarLa parte del divisor resistivo hecho con resistencias de 10k se puede simplificar mas, pero realizando thevenin, en vez de usar un divisor resistivo se coloca una resistencia de 5kohmios (igual al paralelo entre las dos resistencias de 10k )que iría conectada del pin no inversor a tierra.
Es decir puedes quitar el el divisor de resistencias de 10k y reemplazarlo por una resistencia de 5k conectada entre el pin no inversor y tierra.
Espero te sirva
Hola oye podrías explicar un poco más hacerca del divisor resistivo ?
ResponderBorrarQUE MODIFICACIONES PUEDO REALIZAR PARA QUE EL CICLO DE TRABAJO SEA DE 25%?
ResponderBorrarPodrías construir un comparador mas, teniendo la señal cuasitriangular la comparas con una referencia que esté entre el valor pico a pico de la cuasitriangular un simple divisor de tensión, y a la salida del comparador tendras lo que se conoce como una señal PWM modulación por ancho de pulso con ciclo util entre 0 y 100%
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