Osciladores Controlados a Tensão vco

UFF Universidade Federal Fluminense TET Departamento de Engenharia de Telecomunicações Eletrônica Analógica II Trabalho extra Osciladores controlados a tensão VCO Simule o circuito abaixo com o LTSpice 1 Use como entrada um sinal dc de 1V Plote as formas de onda nas saídas Vt e Vq Meça a amplitude pico a pico do sinal nesses dois nós e a frequência 2 Plote o espectro de frequências das saídas para a tensão de 1V na entrada usando fft Verifique se a frequência é igual à medida no item anterior 3 Utilize a teoria de circuitos para calcular a frequência de oscilação Compare com as obtidas no item anterior 4 Varie a amplitude do sinal dc na entrada entre 05 e 5 V em intervalos de 05V e plote as formas de onda nas saídas Descreva a variação da frequência com o aumento da tensão Utilize o comando step param 5 Retorne o valor inicial da fonte Vctrl 1 V dc sem variação Varie o valor do resistor R7 entre 1 kΩ e 100 kΩ em intervalos de 10 kΩ Plote os resultados e explique o que acontece com tal variação Sugestão observe a tensão na base do transistor 6 O circuito é formado por blocos conhecidos de circuitos Identifique os mesmos explique seus funcionamentos e suas funções na estrutura 7 Em qual região o transistor está funcionando 8 Aplique um sinal senoidal de 50Hz com 1V de amplitude e nível médio de 2V na entrada do circuito Plote as saídas e a entrada do circuito Como você descreveria o comportamento das mesmas Atividade Osciladores controlados a tensão VCO Com base no esquematico apresentado foi realizada a montagem do circuito no LTSpice mantendo todos os valores de resistores e tipos de amplificadores operacionais e transistor O valor de 74 nF foi atribuido ao capacitor Para alimentar os AmpOps foi escolhido as tensões simetricas de 10 V e 10 V 01 Inicialmente foi adotado o valor DC de 1 V para a tensão de controle a partir desta configuração foram realizadas as simulações do circuito com o as quais foi possivel obter os seguintes gráficos para Vt e Vq respectivamente A partir dos gráficos obtidos foi possivel medir os valores de tensão de pico a pico e frequência de ambos os sinais Vt 8 V pico a pico e frequência de aproximadamente 44 Hz Vt 16 V pico a pico e frequência de aproximadamente 44 Hz 02 A partir das curvas obtidas no LTSpice foi possivel gerar o espectro em frequencia dos dois sinais utilizando a ferramente de fft onde o valor de frequência se apróxima do valor medido anteriormente 03 De acordo com o circuito proposto Oscilador controla por tensão a frequência de operação vai ser determinada pela equação relativo ao circuito integrador do primeiro AmpOp f 3V CTRL 8V CCR1C1 Considerando os valores do resistor R1 e capacitor C1 bem como as tensões adotadas na simulação podemos calcular a frequência de oscilação f 31 81010k74n f 5067 Hz Valor este muito proximo aos medidos durante as simulações 04 Vvt Vctrl 05 V Vvt Vctrl 1 V Vvt Vctrl 15 V Vctrl 2 V Vctrl 25 V Vctrl 3 V Vctrl 35 V Vctrl 4 V Vctrl 45 V Vctrl 5 V Com base na análise dos gráficos com a variação da tensão de controle podese observar um aumento gradativo da frequência de operação do oscilador Tal comportamente é conformo o esperado tendo como base a equação da frequência já discutida onde ela é proporcional ao valor da tensão de controle 05 R7 1k Ohm R7 10k Ohm R7 20k Ohm R7 30 k Ohm R7 40k Ohm R7 50k Ohm R7 60k Ohm R7 70k Ohm R7 80k Ohm R7 90k Ohm R7 100k Ohm Não foi observado variações nas tensões de saida com as mudanças no resistor sugerido 06 O circuito compartilhado tratase de um oscilador com AmpOp controlado por tensão é basicamente composto por dois estagios O primeiro estágio é um circuito integrador o mesmo age como oscilador principal do circuito e gera o sinal triangular O segundo estágio é um circuito comparador com histerese disparador Schmitt o mesmo utiliza o sinal triangular como referência para gerar o sinal oscilante quadrado 07 O transistor no circuito é utilizado como chave para controlar a oscilação do sistema permitindo a carga e descarga do capacitor do integrador Nesta configuração o transistor opera na região do corte chave aberta ou na região de saturação chave fechada 08 Ao aplicar um sinal senoidal como descrito no documento de referência podese obsevar uma variação proporcional na frequência de operação do oscilador durante os semiciclos positivos da senoide ha um aumento da frequência de oscilação durante os semiciclos negativos da senoide há um atenuação da frequência de oscilação