¿Cómo se crea una onda sinusoidal mediante un oscilador?
Quiero decir, en general, tenemos un voltaje que cambia su polaridad según la frecuencia, pero en la salida tenemos una onda sinusoidal (ejemplo, oscilador de puente de Wien), ¿cómo sucede esto?
¿Alguien puede probar eso con matemáticas o ideas que la onda de salida es una onda sinusoidal?
La idea detrás de tales osciladores es bastante simple: hacer que la retroalimentación positiva (que hace que el oscilador oscile) sea diferente para las diferentes frecuencias. Entonces, si puede hacer que la retroalimentación positiva sea> 1 solo para una frecuencia exacta, entonces el oscilador podrá oscilar solo en esta frecuencia y de esta manera la señal de salida será una función sinusoidal (porque cualquier otra forma de la señal es una mezcla de varias señales sinusoidales con diferentes frecuencias).
El puente de Wien mencionado, es en realidad un filtro de paso de banda que en su mayoría pasará una frecuencia y atenuará todas las demás frecuencias. Tenga en cuenta que la ganancia del amplificador utilizado es muy importante aquí: si la ganancia es demasiado alta, incluso las frecuencias suprimidas darán una ganancia total> 1 y el oscilador generará una señal compleja que contiene varios armónicos sinusoidales.
Es por eso que el circuito típico de dicho generador contiene un regulador de ganancia automático que mantiene la ganancia lo más baja posible (pero más de 1 para la frecuencia necesaria). En los esquemas más simples, este sistema consta de una sola bombilla, que cambia su resistencia, dependiendo de la corriente que la atraviesa.
Para que un oscilador oscile a una frecuencia constante, debe tener una entrada alimentada con una fracción del voltaje de salida que reforzará exactamente la señal en la salida. Esto se conoce como retroalimentación positiva.
Esto se logra mediante un mecanismo de retardo o un mecanismo de cambio de fase. A veces se usa un mecanismo de retardo para un oscilador de onda cuadrada y un cambio de fase generalmente se usa en un oscilador de onda sinusoidal.
Si el cambio de fase depende de la frecuencia, solo habrá una frecuencia que cumpla con el criterio de retroalimentación positiva exacta y esto producirá una onda sinusoidal sostenida en su salida. .
El mecanismo de cambio de fase se puede hacer a partir de una matriz de puente de Wien de resistencias y condensadores o se puede hacer a partir de varias combinaciones de resistencia-capacitor. De cualquier manera, ambos producen una frecuencia que es el ángulo de fase correcto para una retroalimentación positiva exacta y ambos se analizan matemáticamente fácilmente.
Se deben cumplir otros criterios para que la amplitud de la onda sinusoidal sea y permanezca estable.
El oscilador produce una onda sinusoidal debido al movimiento aleatorio de los electrones y las señales producidas por el movimiento aleatorio de los electrones tienen ruido.
Debido a la retroalimentación positiva, el ruido se atenúa. Solo se genera cierta frecuencia de señal
Todo oscilador debe satisfacer
Criterio de estabilidad de Barkhausen http://en.wikipedia.org/wiki/Barkhausen_stability_criterion
Por ejemplo: oscilador de puente de Wien
La frecuencia de oscilación viene dada por: f = 1(2*pi*R*C).
Una breve descripción del oscilador wein bridge está en http://en.wikipedia.org/wiki/Wien_bridge_oscillator