Osciladores de altas e baixas frequências, com formas de onda senoidais ou retangulares são utilizados em uma infinidade de projetos eletrônicos. No entanto, no momento de conseguir uma boa configuração os leitores podem ter dificuldades, pois existem tantas possibilidades que a indecisão é normal. Outro motivo que leva à dificuldade em obter uma configuração específica é a necessidade de certas características. Neste artigo damos uma boa seleção de circuitos osciladores que pode ajudar bastante os leitores que necessitam de um para um projeto.
Osciladores são circuitos que geram sinais. Basicamente um oscilador é um amplificador com um circuito de realimentação positiva cujas características determinam sua frequência de operação.
Os circuitos que damos a seguir podem usar componentes básicos de todos os tipos desde transistores comuns até circuitos integrados.
As frequências máximas e as intensidades dos sinais de saída vão depender das características destes componentes.
1. OSCILADOR MODULADO
O oscilador retangular apresentado na figura 1 faz uso de uma das quatro portas NAND de um circuito integrado 4093 e se caracteriza por poder ser modulado em frequência.
Um sinal aplicado à comporta do transistor de efeito de campo BF245 (FET) altera a resistência do circuito de carga e descarga do capacitor que determina a frequência do sinal produzido. O circuito pode gerar sinais que vão desde alguns hertz até perto de 4 MHz com alimentação de 10 volts. O sinal modulador pode variar de -1 a +6 V de amplitude. O resistor de 10 k ohms pode ser alterado em função da profundidade e da faixa de modulação desejada.
A alimentação para o circuito pode ser feita com tensões de 3 a 15 volts e o sinal gerado tem forma de onda retangular.
2. OSCILADOR TTL
O circuito mostrado na figura 2 tem basicamente a mesma configuração do anterior com a diferença de que faz uso de um inversor TTL que permite alcançar algumas dezenas de megahertz utilizando dispositivos da subfamília LS.
A fórmula que relaciona os valores dos diversos componentes do circuito com a frequência é dada junto ao diagrama. Qs tensões T+ e T- são as dos pontos de disparo na subida e descida da tensão, já que se trata de um dispositivo disparador.
O circuito integrado usado pode ser o 7414 e a alimentação deve ser feita com 5 volts.
3. GERADOR TRIANGULAR
Apresentamos na figura 3 um circuito oscilador que gera um sinal de aproximadamente 1 MHz com forma de onda triangular.
Os circuitos integrados devem ser alimentados por fonte simétrica e os trimpots servem para ajustar a frequência e a amplitude dos sinais gerados. O capacitor pode ser alterado para se obter uma faixa de frequências diferente da indicada que tem seu limite em torno de 1 MHz.
Os circuitos integrados usados são amplificadores operacionais. Podem ser usados equivalentes observando-se apenas os limites de frequência dos tipos escolhidos.
4. GERADOR DENTE DE SERRA
O circuito mostrado na figura 4 faz uso de um transistor programável unijunção do tipo BRY39 e gera sinais dente de serra cuja frequência depende do valor do capacitor usado e que pode chegar a algumas centenas de quilohertz.
O ajuste da frequência do sinal gerado é feito no trimpot que atua sobre a base de Q1 que, por sua vez, funciona como uma fonte de corrente constante para garantir uma carga linear do capacitor. A tensão de alimentação pode ficar entre 9 e 12 volts.
5. RELAXAÇÃO COM TRANSISTOR
Pulsos de curta duração podem ser obtidos com o oscilador de relaxação que faz uso de transistores comuns e é mostrado na figura 5.
O circuito consta basicamente de uma chave regenerativa com transistores complementares e a sua frequência de operação depende tanto do resistor de 4,7 M ohms (que pode ser alterado) como do valor do capacitor C. A frequência máxima que este circuito pode gerar é da ordem de 100 kHz. A tensão de alimentação deve ficar na faixa indicada para melhor funcionamento do circuito. Em muitas aplicações este circuito substitui os osciladores com relaxação que fazem uso de transistores unijunção.
6. ASTÁVEL COM O 4047
O circuito que mostramos na figura 6 gera sinais retangulares de até 1 MHz com três tipos de saída, conforme indicado no próprio diagrama.
Nos pinos 10 e 11 temos sinais complementares com metade da frequência do sinal orifinal que é obtido no pino 13. A frequência é dada pelos valores de Rx e Cx segundo fórmula que está no próprio diagrama. A alimentação do circuito pode ser feita com tensões de 3 a 15 volts.
7. OSCILADOR CONTROLADO
Podemos usar qualquer tipo de transdutor resistivo com resistência central na faixa de 10 k ohms a 1 M ohms no oscilador mostrado na figura 7 cuja frequência máxima de saída está em torno de 100 kHz.
A saída é retangular com um ciclo ativo que depende da relação entre a resistência apresentada pelo transdutor e a resistência de 10 k ohms entre os pinos 7 e 6/2.
Os sensores podem ser NTCs, PTCs, LDRs ou outros. O circuito pode ser usado como um conversor analógico/digital (resistência/frequência) para sensoriamento remoto.
8. OSCILADOR CONTROLADO
Um outro oscilador que pode ter sua frequência controlada por um sensor resistivo é mostrado na figura 8.
A base é uma das portas de um circuito integrado CMOS 4093 e a frequência depende tanto do valor do capacitor usado como da resistência do sensor usado. Esta resistência deve ficar na faixa de 10 k ohms a 1 M ohms para melhor estabilidade de funcionamento. A frequência máxima de operação do circuito está em torno de 4 MHz para uma tensão de alimentação de 10 volts.
Uma característica importante deste circuito é que o sinal produzido tem um ciclo ativo de 50%.
9. GERADOR DE PULSOS ALEATÓRIOS
A largura dos pulsos produzidos pelo oscilador da figura 9 é determinada pelo valor de R1 que pode ficar entre 1k ohms e 100 k ohms.
A separação dos pulsos é ajustada no trimpot de 1 M ohms. A frequência final do circuito assim como os parâmetros anteriores também dependem do capacitor C. A frequência máxima de operação deste circuito é da ordem de 4 MHz para uma alimentação de 10 volts. O circuito pode funcionar com tensões de alimentação de 3 a 15 volts.
10. OSCILADOR RETANGULAR
A base deste circuito é um dos quatro amplificadores Norton existente num circuito integrado LM3900. Os sinais gerados são retangulares numa frequência de 1 kHz para os valores dos componentes indicados no diagrama da figura 10.
O capacitor pode ter seu valor alterado para se obter outra frequência para o sinal, mas o limite superior não vai além de algumas centenas de quilohertz. A fonte de alimentação deve ser simétrica com tensões de 6 a 12 volts.
11. OSCILADOR PIERCE
Este oscilador tem sua frequência controlada por cristal e sua frequência pode ficar entre 100 kHz e alguns megahertz. Conforme podemos ver pela figura 11, o circuito faz uso de um transistor de efeito de campo de junção.
O choque de RF é de 1 mH e o transistor de efeito de campo admite equivalentes. A alimentação pode ser feita com tensões entre 9 e 16 volts.
12. OSCILADOR DE 1 MHz DE POTÊNCIA
Este circuito é sugerido pela National semicondutor e se baseia num transistor de potência incrementado que é o LM195. O circuito é mostrado na figura 12.
Este transistor possui uma corrente máxima de saída de 1 A e na verdade consiste num Darlington com diversos circuitos de apoio e que pode ser excitado com uma corrente de base de apenas 3 uA. O transistor em questão possui um tempo de comutação de 500 ns e uma tensão de 2,0 V de saturação. A sua base pode ser excitada por tensões de até 40 volts sem problemas. Nesta aplicação temos um oscilador RC.
O invólucro do transistor é TO-3 mas existe um equivalente em invólucro TO-220 que é o LM395T. Nos dois casos, o transistor deve ser montado num radiador de calor.
13. OSCILADOR DE DUAS FREQUÊNCIAS
O LM567 é um PLL decodificador de tom que também pode ser usado como oscilador duplo, conforme mostra o circuito da figura 13.
A alimentação deste circuito deve ficar entre 5 e 10 volts e a frequência máxima dos sinais gerados está em torno de 100 kHz. Os valores dos componentes em função da frequência são calculados pela fórmula que está junto ao diagrama. Para a saída RL podemos ter cargas de até 100 mA.
14. OSCILADOR DE 3-10 MHz
A bobina do oscilador mostrado na figura 14 pode ter de 14 a 40 espiras com tomada na metade do enrolamento. Esta bobina é enrolada com fio 28 em núcleo de ferrite de aproximadamente 1 cm de diâmetro.
O capacitor variável pode ter valores na faixa de 80 a 220 pF e o sinal pode ser retirado do coletor do transistor ou de uma segunda bobina enrolada junto com L1.
