condición de Barkhausen en un oscilador Wien

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Considera el oscilador de Wien:

Podemos determinar la ganancia del amplificador operacional definida como:

$$ A (s) = \ frac {\ bar {V_o}} {\ bar {V_a}} $$

y la ganancia de la red de retroalimentación:

$$ \ beta (s) = \ frac {\ bar {V_a}} {\ bar {V_o}} $$

donde \ $ \ bar {V_a} \ $ y \ $ \ bar {V_o} \ $ son las amplitudes complejas de \ $ v_a \ $ y \ $ v_o \ $, respectivamente.

Para un oscilador tenemos la condición de Barkhausen:

$$ A \ beta (s) = 1 $$

Para determinar la dimensión de los componentes del circuito que satisfacen la condición anterior, generalmente calculamos \ $ A (s) \ $ y \ $ \ beta (s) \ $ haciendo un análisis del circuito y luego imponemos \ $ Re \ {A \ beta (s) \} = 1 \ $, \ $ Im \ {A \ beta (s) \} = 0 \ $.

  

Pero a partir de la definición de \ $ A \ $ y \ $ \ beta \ $, podemos decir que:

     

$$ A \ beta (s) = \ frac {\ bar {V_o}} {\ bar {V_a}} \ frac {\ bar {V_a}} {\ bar {V_o}} = 1 $$

     

que ya cumple la condición de Barkhausen para cualquier dimensión de los componentes del circuito. Entonces, ¿dónde está el punto de encontrar la dimensión de los componentes que hacen que el circuito sea un oscilador, cuando cualquiera de ellos podría hacerlo?

Esto me confunde ... ¿Es correcto este pensamiento?

    
pregunta Élio Pereira

4 respuestas

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.... mi único problema es cómo es posible que Aβ = 1 para cualquier dimensión de los componentes

Bueno, la respuesta es relativamente simple. Has olvidado la condición más importante para que un circuito oscile:

1.) El criterio de Barkhausen se aplica solo a LOOP GAIN . Esa es la ganancia del bucle en condiciones abiertas . En este caso, el producto (ganancia de bucle) Aβ (s) puede asumir cualquier valor (< 1 o > 1). Esto se debe a que en este caso, Va NO es idéntico a la entrada en el no-inv. terminal opamp. El criterio requiere (en condiciones ideales) que su producto sea unidad.

Otras condiciones:

2.) El criterio de Barkhausen requiere (y es aplicable para) un sistema lineal solamente. Eso significa que: el opamp debe ser operado en su característica de transferencia lineal, y

3.) Este criterio debe cumplirse solo para una sola frecuencia.

    
respondido por el LvW
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Esta condición de Barkhausen

$$ A \ beta (s) = 1 $$

dice que el voltaje en Vo es igual en amplitud y ángulo de fase, al voltaje en el punto Va. Pero el circuito de retroalimentación debe estar abierto.

$$ \ frac {Vo} {Vin} * \ frac {Va} {Vo} = 1 $$

    
respondido por el G36
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Debes considerar que la ganancia del amplificador operacional es: -

\ $ \ dfrac {V_O} {V_A} = 1 + \ dfrac {R2} {R1} \ $

Luego, calcula la atenuación debida a los elementos de realimentación positiva Zs y Zp. Entonces deberías estar en el camino correcto.

    
respondido por el Andy aka
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Su parte coloreada de la Q solo se aplica si el circuito está funcionando, específicamente si el opamp puede conducir, de modo que sus entradas de inversión y de no inversión estén al mismo voltaje (la misma señal de CA).     

respondido por el jp314

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