9.4: Resumen

Los osciladores y generadores de frecuencia encuentran uso en una amplia variedad de aplicaciones. Pueden realizarse a partir de topologías simples de amplificador operacional simple o usar circuitos integrados de propósito especial más elaborados. Los osciladores de amplificador operacional básicos generalmente están restringidos al rango de frecuencia por debajo de 1 MHz. Dos osciladores de onda sinusoidal que se basan en amplificadores operacionales son el puente Wien y los tipos de desplazamiento de fase. Ambos osciladores se basan en retroalimentación positiva para crear sus salidas. Para mantener la oscilación, el amplificador/bucle de retroalimentación debe ajustarse al criterio de Barkhausen. Esto establece que para mantener la oscilación, la fase de bucle debe ser 0\(^{\circ}\), o un múltiplo entero de 360\(^{\circ}\). Además, el producto de la pérdida de retroalimentación positiva y la ganancia hacia adelante debe ser mayor que la unidad para iniciar oscilaciones y volver a la unidad para mantener la oscilación. Para hacer que la ganancia vuelva a la unidad, alguna forma de dispositivo limitador de ganancia, como un diodo o una lámpara, se incluye en el bucle de retroalimentación negativa del amplificador. La frecuencia de oscilación generalmente se establece mediante una simple red de resistencia/condensador. Como tal, los circuitos son relativamente fáciles de sintonizar. Su máxima precisión dependerá de la tolerancia de los componentes de afinación y, en menor grado, de las características del amplificador operacional utilizado.

Además de las ondas sinusoidales, se pueden producir otras formas como triángulos y cuadrados. Se puede formar un generador simultáneo de cuadrado/triángulo a partir de una combinación de generador de rampa/comparador. Solo se requieren dos amplificadores operacionales para realizar este diseño.

El oscilador controlado por voltaje, o VCO, produce una frecuencia de salida que depende de un voltaje de control externo. La frecuencia de funcionamiento libre o central se establece normalmente a través de una combinación de resistencia/condensador. El voltaje de control se puede usar entonces para aumentar o disminuir la frecuencia alrededor del punto central. El VCO es una parte integral del bucle de bloqueo de fase, o PLL. El PLL tiene la capacidad de bloquearse en una frecuencia entrante. Es decir, su frecuencia VCO interna coincidirá con la frecuencia entrante. Si la frecuencia entrante cambia, la frecuencia interna del VCO cambiará junto con ella. Dos parámetros importantes del PLL son el rango de captura y el rango de bloqueo. El rango de captura es el rango de frecuencias sobre las cuales el PLL puede adquirir bloqueo. Una vez que se logra el bloqueo, el PLL puede mantener el bloqueo en un rango de frecuencias algo más amplio llamado rango de bloqueo. El PLL es ampliamente utilizado en la industria electrónica y se encuentra en aplicaciones tales como demodulación FM, sistemas de comunicación basados en FSK y síntesis de frecuencia.

Los temporizadores se pueden utilizar para generar ondas rectangulares de varios ciclos de trabajo, así como pulsos de disparo único.