¿Cómo funciona este Oscilador de Pierce?

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Actualmente estoy investigando sobre cómo construir circuitos transmisores y receptores de RF para intentar construir un dispositivo RC desde cero. He encontrado este Diagrama de Oscilador de Pierce y lo construí en una placa de pruebas para probarlo utilizando un resonador de cristal de 27 MHz.

Entiendo el principio de funcionamiento general de un oscilador Pierce, pero no entiendo cómo funcionan algunos de los componentes dentro del circuito. No entiendo cuál es el propósito del inductor y la resistencia 330k en este circuito. También sería útil agregar algunos cálculos matemáticos simples para ayudar a describir el diagrama y quizás sugerir cómo modular el uso del oscilador como una onda portadora para un dispositivo de control remoto de RF.

    
pregunta hex_

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RCF = Estrangulador de radiofrecuencia = un inductor con una inductancia tan alta que tiene una impedancia notablemente alta en la frecuencia de operación. Su propósito aquí es permitir la corriente continua, pero evitar que la señal de rf se pierda. Probablemente, el circuito no oscilaría si ambos extremos del cristal estuvieran conectados a un circuito con grandes pérdidas.

R2 hace que el transistor tenga una corriente de base inactiva. El transistor funciona como un amplificador de clase A. En CC, la resistencia R2 está entre B y C del transistor y R1 está entre la fuente de alimentación y el colector del transistor. El circuito de corriente continua es un viejo truco. Tiene solo 2 resistencias, pero aún ofrece cierta protección contra la variación salvaje de la ganancia de corriente del transistor. Es posible calcular de manera aceptable el punto de operación del transistor sin saber exactamente la ganancia actual del transistor. Este circuito también resiste moderadamente el efecto de las variaciones de temperatura en el punto de operación.

Cómo modular:

Puede tener fácilmente solo AM (= modulación de amplitud). FM y la modulación de fase son difíciles debido al efecto estabilizador del cristal. La forma más fácil de obtener AM es hacer que la tensión de funcionamiento oscile a lo largo de la señal de baja frecuencia. Un método tradicional era suministrar la tensión de funcionamiento de CC a través del secundario de un transformador. El primario del transformador se conectó a la salida de un amplificador, generalmente un amplificador de audio.

Si no necesita una modulación continua, sino solo pulsos, puede conducir la señal de salida a través de un atenuador que se puede teclear (conmutable) o hacer que la tensión de la fuente de alimentación sea clave entre dos valores. 0V no es otro valor bueno porque el oscilador tarda algún tiempo en iniciarse si estaba completamente apagado.

No preguntado: este oscilador probablemente produce una salida fuerte también en las frecuencias armónicas. Considera agregar algún filtrado a la salida. La potencia de salida es solo de unos pocos milivatios como máximo. Probablemente necesitas un amplificador para obtener más.

Los amplificadores de RF son complicados. Necesita al menos un buen generador de señales y un osciloscopio para ver cómo funcionan.

Recomiendo que el oscilador sea lo suficientemente potente. Existe una gran cantidad de circuitos walkie-talkie de 27 MHz que proporcionan más potencia de salida. Todavía son simples para mantener el costo bajo. Searc para "walkie talkie de 27MHz". También obtienes receptores simples. Es muy probable que sean superregenerativos. Ese tipo es sensible, pero bastante ruidoso. Aquí hay un ejemplo: enlace .

Use solo un transmisor de cristal estabilizado si desea una frecuencia de operación exacta. Otros osciladores son inestables si se cargan con una antena.

    
respondido por el user287001
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Aquí están mis explicaciones (propósito de los varios componentes):

1.) El propósito de R2 es establecer una polarización de CC adecuada para el transistor (que funciona en el modo activo de clase A). Debido a que R2 no está conectado a la tensión de alimentación sino al colector, tenemos un tipo de retroalimentación de CC negativa que estabiliza el punto de operación de CC contra los efectos de la temperatura y las incertidumbres del valor de ganancia actual.

2.) Principio de funcionamiento de la topología del oscilador PIERCE:

Necesitamos una red de retroalimentación de CA entre el colector y la base que pueda causar un cambio de fase de 180 grados solo en una sola frecuencia. Por lo tanto, la condición de Barkhausen para la oscilación se puede cumplir porque la inversión de la señal entre la base y el colector produce otros 180 grados. Por lo tanto, hay una frecuencia que permite la retroalimentación positiva (desplazamiento de fase de 360 grados) como requisito básico de oscilación.

3.) Red de comentarios:

Es una escalera de 3er orden L-C1-R2-Cq paso bajo que permite un cambio de fase de 180 grados a una determinada frecuencia. Tenga en cuenta que el condensador Cq es proporcionado por el cristal. (Cada cristal puede funcionar como una serie resonante o como un circuito resonante paralelo o como un inductor de alta Q o como un capacitor de alta Q, como en este caso).

    
respondido por el LvW

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