Laboratorio di Elettronica – A.A. 2012/13- II° periodo
Gualtieri Giacomo – Ria Andrea
Oscillatore a ponte di Wien
con C.A.G. a FET
Lo scopo di questa esperienza è la realizzazione di un oscillatore a ponte di Wien con c.a.g.
realizzato mediante jfet.
Lo schema sottostante riporta la struttura dell’ oscillatore da simulare e montare .
I valori delle resistenze da utilizzare sono espresse in funzione delle R che determina la
1
frequenza di oscillazione del dispositivo : f
. Si sceglie un frequenza pari a 500 Hz,
2RC
pertanto fissando R = 10KΩ, si ottiene una capacità pari a C= 33nF .
Conseguentemente si ricavano le altre resistenze espresse nello schema soprastante come
formula.
La R7 non deve essere inferire al valore riportato in quanto , essendo a regime dinamico in
parallelo alla resistenza di ingresso del Jfet, non deve caricare il componente.
Il gruppo R7 e R6 è stato inserito per poter variare l’ampiezza del segnale di uscita che si
preleva immediatamente fuori dall’operazionale, ovvero sul piedino 6 e non ai capi del
parallelo RC in quanto l’ampiezza risulterebbe ridotta di 1/3 * .
* Si rimanda alla trattazione teorica del teorema di scomposizione applicato agli oscillatori a ponte di W. dove il fattore beta
vale 1/3 (in modulo)
Il gruppo D2, R4, C3 servono per ricavare dalla tensione sinusoidale alternativa in uscita dal
dispositivo,una tensione sempre sinusoidale ma con un valor medio non nullo e negativo.
Questo perché occorre polarizzare il jfet nei pressi di VGS nulla, in modo da avere una
resistenza di canale adatta alle specifiche di progetto **
La resistenza di canale del Jfet , quando questo lavora in zona triodo vale :
RCAN triodo
Vp 2
[Ω]
2(Vgs Vp ) Idss
Sempre inerente al gruppo D2, R4, C3 occorre che la frequenza imposta dallo zero di C3 sia
1/10 della frequenza di oscillazione del dispositivo.
Per controllare la qualità della sinusoide in uscita si può studiare l’andamento della serie di
Fourier della sinusoide ( non ideale ).
Si riportano di seguito :
Lo schema completo
L’andamento temporale della tensione di uscita
L’andamento temporale della tensione di gate
L’andamento temporale della tensione denominata “picco” nello schema
La serie di Fourier della tensione di uscita
**Si rimanda alla trattazione teorica del teorema di scomposizione applicato agli oscillatori a ponte di W. Dove il fattore A
vale 3 (in modulo)
Si nota, dal grafico della tensione Vout, che la frequenza di uscita vale 470 Hz e che la qualità
espressa in termini di componenti spettrali, non è molto buona in quanto troviamo una
componente spettrale di ampiezza 2,7 V @ 470 Hz corrispondenti a 8,62 dB e, oltre a questa
(fondamentale) ben altre 3 componenti :
425 mV @ 918 Hz (-7,43 dB) 235mV @ 1410Hz ( -12,57 dB)
118mV @ 1800Hz (-18,56 dB) Si ha, quindi una distorsione armonica totale data dalla
2
Ai
formula : T .H .D. che nel nostro caso vale 18,48% .
i 2 A1
