generadores de onda triangular - U. T. F. S. M.

GENERADORES DE ONDA TRIANGULAR
En la figura 22 se puede apreciar el diagrama de bloques de
un circuito generador onda triangular, este circuito es uno de
los más simples, y es porque se dispone de un generador onda
cuadrada y de una malla integradora.
Generador
onda
cuadrada
integrador
Figura 22. Diagrama en bloques de un generador triangular.
En la figura 23 la onda rectangular es la entrada de un
integrador. Puesto que la tensión de entrada tiene una
componente continua nula, el nivel de continua de la salida
también es cero.
>=10R
C
+Vp
R
+Vcc
0
A.O
-Vp
-Vcc
0
Figura 23. Circuito de onda triangular.
Como se muestra en la figura 24, la rampa tiene pendiente
negativa durante el semiciclo positivo de la tensión de entrada,
y pendiente positiva durante el semiciclo negativo. En
consecuencia, la salida es una onda triangular con la misma
frecuencia de la señal de entrada.
+Vp
-Vp
Vout(pp)
Figura 24. Formas de onda de entrada y salida del generador
triangular.
Analizando el cambio de tensión de la rampa, podemos
probar que la tensión de salida esta dada por:
Vout( pp) =
T
VP
2RC
donde T es el período de la señal. Expresado en términos de
frecuencia:
VP
Vout( pp) =
2RfC
en la que VP es el valor de pico de la tensión de entrada y ƒ es la
frecuencia de esta tensión.
GENERADOR UNIPOLAR DE ONDA TRIANGULAR
El circuito del generador bipolar de onda triangular de la
figura 25 se puede conmutar para que de una salida de onda
triangular unipolar. Simplemente se añade un diodo en serie con
pR. En este figura se estudia la operación del circuito haciendo
referencia a la forma de las ondas.
Cuando VB esta en +Vsat., el diodo detiene el flujo de
corriente a través de pR y establece VLT en 0V. Cuando Vb esta
en –Vsat, el diodo permite el flujo de corriente a través de pR y
establece VUT en un valor de
Vut = −
− Vsat + 0.6V
P
La frecuencia de oscilación esta dada aproximadamente por:
f ≈
P
2 R1C
C
pR
Ri
D
+Vcc
R
+Vcc
A.O
-Vcc
VA
A.O
Vo
-Vcc
Figura 25. Circuito del tipo generador unipolar.
+Vcc
Va y Vb (V)
Vb
Va
t (ms)
-Vcc
Figura 26. Forma de onda de Va y Vb del generador onda
triangular.
GENERADOR DE ONDA TRIANGULAR DE PRECISIÓN
Con solo seis partes además de una fuente de voltaje, Vref,
se puede hacer un generador de onda triangular de precisión
como el de la figura 27. La operación del circuito se explica con
referencia a las formas de onda de la figura 28. Se inicia en
tiempo cero, la salida de onda cuadrada Vos comienza en –Vref
o –5V. Esto obliga a la onda triangular VoT a hacerse positiva a
partir de –Vref = -5V. Durante este tiempo la terminal de entrada
del segundo amplificador (+) esta por debajo de tierra para
seleccionar una ganancia del AD630 de –1 y mantiene Vos en –
5V.
En el tiempo T/2 = 0.5ms, VoT alcanza +5V, en donde la
terminal del segundo amplificador (+) se hace positiva para
seleccionar una ganancia del AD630 de +1. Esto conmuta
súbitamente Vos a Vref = +5V. Entonces Vos lleva VoT a
negativo. Cuando VoT alcanza –5V, el pin del segundo
amplificador (+) va negativa a T = 1.0 ms y continúa súbitamente
Vos a –5V. Esto completa un ciclo de oscilación e inicia otro.
FRECUENCIA DE OSCILACIÓN
La manera más sencilla de encontrar la frecuencia de
oscilación es comenzar por la taza de incremento de la onda
triangular de 0 a 0.5ms se encuentra en la figura 28 se
encuentra a partir de
VoT Vref
=
t
Ri C
El tiempo t para medio ciclo es T/2 y durante este tiempo,
VoT cambia a 2Vref.
Sustituimos t y VoT en la ecuación para obtener
2Vref Vref
=
T /2
Ri C
y despejamos tanto el periodo T como la frecuencia de
oscilación f:
T = 4 Ri C
f =
1
1
=
T 4Ri C
Nótese que Vref se cancela en las ecuaciones recién
descritas. Esta ventaja es muy importante. Los voltajes pico de
las señales triangular y cuadrada se establecen por medio de
+Vref. Conforme se ajusta Vref no se modifica la frecuencia de
oscilación.
C
Ri
R
+Vcc
-
R
+Vcc
AD630
TL081
+
-Vcc
VoT
-Vcc
Vos
+
Vref
-
Figura 27. Circuito generador de onda triangular de precisión.
VoT y Vos (V)
Vref
t (ms)
VoT
Figura 28. Formas de ondas de entrada y salida del generador
triangular.