Oscilador Sinusoidal Transistorizado de 1KHz

Como ejercicio, en esta ocasión mostraré un circuito que diseñé hace mucho tiempo y que me sirvió para realizar pruebas comparativas en niveles de audio.

El objetivo es tener un circuito pequeño, de pocos componentes (con valores comerciales), con estabilidad en la amplitud de onda y que pueda ser alimentado por batería de 9V. La distorsión armónica, también debe ser reducida.

Se trata de un oscilador sinusoidal transistorizado en la frecuencia de 1KHz. Se usa la configuración de desplazamiento de fase,  porque puede producir señales sinusoidales con pocos componentes discretos.

El circuito de la red de realimentación es el que se muestra:

Este es un oscilador por desplazamiento de fase que usa un transistor como elemento activo. Aunque en realidad las 3 redes RC deberían ser idénticas, en este diseño se han alterado por cuestiones de ajuste de la frecuencia y para adaptarlos a valores comerciales. El 7805 permite estabilizar el voltaje, lo cual es necesario en esta configuración, no sólo para estabilizar la frecuencia sino también para asegurar las condiciones de oscilación. Esta configuración en particular tiene la desventaja de requerir una ganancia precisa del lazo para obtener la oscilación sinusoidal. La oscilación con saturación si se podría obetener fácilmente.

La resistencia variable del colector permite calibrar la oscilación de manera que se obtenga la mínima distorsión. Sería recomendable la ayuda de un osicloscopio, para calibrar mejor la salida, o usar un oído entrenado, como «analizador de espectro».

Desgraciadamente la estabilidad en temperatura no ha sido considerada, pero los condensadores usados deben ser de buena calidad, los cerámicos no son nada apropiados, porque cambian su capacidad con la temperatura u objetos cercanos, haciendo que la frecuencia también varíe.

La salida es bastante sensible a la carga y para evitar la pérdida de la oscilación o la atenuación excesiva se incluye una etapa de separación antes de acoplarse al amplificador de audio. Como se requiere linealidad y alta impedancia se incluye una etapa en clase A con una resistencia de 200K a la entrada. El nivel de salida en el colector está en 2Vp-p y cambia con el valor de la resistencia de colector pero se ha dejado en ese punto que es donde se tiene un compromiso entre distorsión, amplitud y condición de oscilación. Q2 ha sido polarizado buscando máxima excursión simétrica y con una impedancia de salida de 1K.

Para poder controlar un parlante se incluye también una pequeña etapa de salida en clase B de pequeña potencia polarizada de manera acentuada para disminuir la distorsión de cruce. La resistencia de 33K a la entrada de Q3 limita la cantidad de señal que puede ingresar al amplificador. El parlante debe ser de buena calidad para evitar las distorsiones por la conversión de potencia eléctrica en potencia mecánica.

Este diseño lo realicé de manera apresurada, evitando los cálculos por la premura del tiempo, así que es posible obtener mejores diseños con mayor análisis.