nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC

nvmntul profesional i tehnic n domeniul TICProiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013Beneficiar Centrul Naional de Dezvoltare a nvmntului Profesional i Tehnicstr. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498, vet@tvet.ro

Componente i circuite electronice n telecomunicaiiMaterial de predare partea I

Domeniul: Electronic i automatizriCalificarea: Tehnician de telecomunicaii

Nivel 3

2009

AUTOR:RDIA TUDORICESCU profesor grad didactic I

COORDONATOR:

MIRELA LIE profesor grad didactic I

CONSULTAN:

IOANA CRSTEA expert CNDIPTZOICA VLDU expert CNDIPTANGELA POPESCU expert CNDIPTDANA STROIE expert CNDIPT

Acest material a fost elaborat n cadrul proiectului nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC, proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013

11

Cuprins

I. Introducere4II. Documente necesare pentru activitatea de predare7III. Resurse8Componente analogice i circuite integrate liniare8Tema 1. Componente analogice8Fia suport 1.1 Jonciunea pn8Tema 1. Componente analogice13Fia suport 1.2 Tipuri de diode semiconductoare13Tema 1. Componente analogice21Fia suport 1.3 Structura i parametrii funcionali ai tranzistorului bipolar21Tema 1. Componente analogice27Fia suport 1.4 Tranzistorul bipolar. Tipuri de conexiuni. Ecuaii fundamentale27Tema 1. Componente analogice32Fia suport 1.5 Polarizarea tranzistorului bipolar. Regimuri de funcionare32Tema 1. Componente analogice36Fia suport 1.6 Caracteristici statice. Punctul static de funcionare PSF. Funcionarea tranzistorului ca amplificator36Tema 1. Componente analogice41Fia suport 1.7 Tipuri de dispozitive optoeletronice41Tema 2. Circuite electronice cu componente analogice48Fia suport 2.1 Redresoare. Tipuri de redresoare48Tema 2. Circuite electronice cu componente analogice56Fia suport 2.2. Stabilizatoare de tensiune. Generaliti. Stabilizatoare de tensiune parametrice56Tema 2. Circuite electronice cu componente analogice61Fia suport 2.3 Stabilizatoare electronice cu reacie61Tema 2. Circuite electronice cu componente analogice67Fia suport 2.4 Parametrii amplificatoarelor. Amplificatoare de tensiune n montaj EC67Tema 2. Circuite electronice cu componente analogice75Fia suport 2.5 Clase de funcionare. Amplificatoare de putere n clas A i B75Tema 3. Circuite integrate analogice80Fia suport 3.1 Stabilizatorul integrat A 72380Tema 3. Circuite integrate analogice83Fia suport 3.2 Amplificatorul operaional inversor i neinversor83Tema 4. Oscilatoare89Fia suport 4.1 Generaliti. Oscilatoare cu reacie. Oscilatoare RC89Tema 4. Oscilatoare95Fia suport 4.2 Oscilatoare cu cuar95IV. Bibliografie98

3I. Introducere

Materialele de predare reprezint o resurs suport pentru activitatea de predare, instrumente auxiliare care includ un mesaj sau o informaie didactic.Prezentul material de predare, se adreseaz cadrelor didactice care predau n cadrul liceului tehnologic, profil Tehnic, calificarea Tehnician de telecomunicaii.Modulul Componente i circuite electronice n telecomunicaii pentru care a fost elaborat materialul are alocate 66 ore din care laborator tehnologic 16 ore. Pentru atingerea rezultatelor nvrii corespunztoare modulului Componente i circuite electronice n telecomunicaii, profesorul poate dezvolta anumite coninuturi, poate utiliza activiti variante de predare centrate pe elev.Laboratorul tehnologic se recomand s se desfoare n cabinete de specialitate dotate cu materiale didactice specifice: platforme de nvare, aparate de msur, echipamente multimedia, soft educaional specializat etc.ntre competene i coninuturi exist o relaie biunivoc :13 competenele determin parcurgerea coninuturilor tematice, iar parcurgerea coninuturilor determin dobndirea de ctre elevi a competenelor specifice. n tabel sunt prezentate relaia ntre competene i coninuturile tematice i fiele suport aferente. Competene vizate / Competene cheieTemeFie suport

Identific componente electronice Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Tema 1:Componente analogice

Fia 1.1 Jonciunea pn Fia 1.2 Tipuri de diode semiconductoare

Identific componente electronice Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare

Tema 1: Componente analogice

Fia 1.3 Structura i parametrii funcionali ai tranzistorului bipolar Fia 1.4 Tipuri de conexiuni. Ecuaii fundamentale Fia 1.5 Polarizarea tranzistorului bipolar. Regimuri de funcionare Fia 1.6 Caracteristici statice. Punct static de funcionare.

Competene vizate / Competene cheieTemeFie suport

Funcionarea tranzistorului ca amplificator

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare

Tema 1: Componente analogice

Fia 1.7 Tipuri de dispozitive optoelectronice

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluziiTema 2: Circuite electronice cu componente analogice Fia 2.1 Tipuri de redresoare

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluziiTema 2: Circuite electronice cu componente analogice Fia 2.2 Generaliti. Stabilizatoare parametrice Fia 2.3 Stabilizatoare electronice cu reacie

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluziiTema 2: Circuite electronice cu componente analogice Fia 2.4 Parametrii amplificatoarelor. Amplificatoare de tensiune n montaj EC Fia 2.5 Clase de funcionare. Amplificatoare de putere in clas A i B

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare

Tema 3: Circuite integrate analogice

Fia 3.1 Stabilizatorul integrat A 723

Competene vizate / Rezultate ale nvriiTemeFie suport

Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluzii

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluzii Susine prezentri pe teme profesionaleTema 3: Circuite integrate analogice Fia 3.2 Amplificatorul operaional inversor i neinversor

Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente analogice i circuite integrate liniare Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluziiTema 4: Oscilatoare Fia 4.1 Generaliti.Oscilatoare cu reacie.Oscilatoare RC Fia 4.2 Oscilatoare cu cuar

n abordarea coninuturilor aferente modulului Componente i circuite electronice n telecomunicaii este obligatorie i consultarea prii I, respectiv a II-a a materialului de nvare.

II. Documente necesare pentru activitatea de predare

Pentru predarea coninuturilor abordate n cadrul materialului de predare cadrul didactic are obligaia de a studia urmtoarele documente: Standardul de Pregtire Profesional pentru calificarea Tehnician de telecomunicaii, nivelul 3 www.tvet.ro, seciunea SPP sau www.edu.ro , seciunea nvmnt preuniversitar Curriculum pentru calificarea Tehnician de telecomunicaii, nivelul 3 www.tvet.ro, seciunea Curriculum sau www.edu.ro , seciunea nvmnt preuniversitarAlte surse pot fi: cri de specialitate, documente i auxiliare curriculare care pot fi gsite pe adresele www.eprofu.ro , www.didactic.ro etc.III. ResurseComponente analogice i circuite integrate liniareTema 1. Componente analogiceFia suport 1.1 Jonciunea pn

Competene: Identific componente electronice Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluzii

1. Jonciunea pna. Generaliti

Definiie: Jonciunea pn reprezint suprafaa de contact dintre dou regiuni una de tip p i cealalt de tip n, create ntr-un monocristal pur de Ge sau Si prin impurificare cu alte elemente. Germaniul Ge i siliciul Si sunt semiconductoare pure (intrinseci), tetravalente. Regiunea p (semiconductor extrinsec) - se obine prin impurificare( dopare) cu elemente trivalente (Bor, Galiu) avnd golurile ( + ) purttori majoritari. Regiunea n se obine prin impurificare cu elemente pentavalente (Arsen, Bismut) avnd electronii ( - ) purttori majoritari.

Fig. 1.1 Jonciunea pn

Jonciunea pn polarizat direct

Definiie: Jonciunea pn este polarizat direct dac polul pozitiv al sursei de tensiune se leag pe regiunea p, iar polul negativ pe regiunea n.

Funcionare

Prin jonciune trece un curent de difuzie de la p la n numit curent direct Id [mA, A] dat de purttorii majoritari golurile Regiunea de barier se micoreaz Id (curentul direct) crete exponenial cu creterea tensiunii de polarizare direct. Fig. 1.2 Polarizare direct

Jonciunea pn polarizat invers

Definiie: Jonciunea pn este polarizat invers dac plusul sursei de tensiune se aplic pe regiunea n i minusul pe regiunea p. Funcionare

Prin jonciune trece un curent invers Iinv [A, nA] de la n la p dat de purttorii minoritari numit i curent de cmp Curentul direct Id este anulat Regiunea de barier crete Fig. 1.3 Polarizare invers Curentul invers nu depinde, n anumite limite, de tensiunea de polarizare i se mai numete curent de saturaie.

2. Dioda redresoare

Definiie: Diodele semiconductoare conin o singur jonciune pn, introdus ntr-o carcas din ceramic, sticl, material plastic sau metal.

a. Caracteristica static a diodei semiconductoare

Definiie: Reprezint variaia curentului prin jonciunea pn atunci cnd se variaz tensiunea la borne ID= f(UD). Semnificaia notaiilor din figura 1.4.

ID curent direct UD tensiune direct UP tensiune de prag reprezint tensiunea de deschidere a diodei : UP = 0,2 0,4 V pentru GeUP = 0,4 0,8 V pentru Si Ustr tensiune de strpungere Uinv tensiune invers Iinv curent invers Isat curent de saturaie

Fig 1.4 Caracteristica static a diodei semiconductoare

Caracteristica direct

Dioda este polarizat direct Dioda conduce curentul ncepnd de la tensiunea UP (tensiune de prag de deschidere) Curentul direct Id crete exponenial cu Fig. 1.5 Polarizarea direct a diodei tensiunea de polarizare Rezistena diodei este foarte mic fraciuni de

Caracteristica invers

Dioda este polarizat invers Dioda este practic blocat apare un curent invers foarte mic de ordinul A la Ge i nA la Si, curent ce depinde de temperatura mediului i nu de tensiunea de polarizare. Fig. 1.6 Polarizarea inversa diodei La tensiunea de strpungere Ustr, curentul invers Iinv crete brusc ducnd la distrugerea diodei. Creterea brusc a curentului invers se datoreaz fenomenului de multiplicare n avalan a purttorilor de sarcin sau efectului Zener ( aciunea cmpului electric intens asupra electronilor de valen ).

Caracteristica static depinde de temperatur.

Punctul static de funcionare al diodei semiconductoare (PSF)

Fig. 1.7 PSFDefiniie: PSF reprezint un punct aflat pe caracteristica direct a diodei la intersecia cu dreapta de sarcin, avnd coordonatele ID i UD.

Sugestii metodologice

UNDE PREDM? Laborator tehnologic Sal multimedia

CUM PREDM?

Organizare clas Frontal pentru lecia de comunicare de noi cunotine Pe grupe n cadrul orelor de laborator Individual pentru rezolvri de probleme

Metode de predare

Expunere Conversaie Demonstraie Simulare Experimentul pentru ridicarea caracteristicii statice a diodei Teme de lucru rezolvri de probleme

Mijloace de predare

Fie de lucru Fie de laborator Mijloace multimedia prezentare n Power Point Soft-uri educaionale specializate Platforme experimentale Componente electronice Aparate de msur, osciloscop

Materiale de evaluare

Probe scrise Probe practice

Tema 1. Componente analogice Fia suport 1.2 Tipuri de diode semiconductoare Competene: Identific componente electronice Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluzii

Tipuri de diode semiconductoare1. Dioda redresoare

Definiie: Dioda este o jonciune pn care are proprietatea de a permite trecerea curentului electric numai la polarizare direct. Regiunea p se numete anod (A), iar regiunea n se numete catod (C). Dioda redresoare are rolul de a transforma curentul alternativ c.a. n curent continuu c.c., operaie numit redresare.

Fig. 1.8 Structura diodei

a. Simbol, marcaj i aspect fizic

Simbol

Standardizat Nestandardizat

Fig. 1.9 Simboluri diode

Marcaj: Diodele redresoare obinuite sunt marcate cu litera N, iar cele rapide cu litera R. Exemplu: 1N 4001Catodul este marcat prin inel.

Aspect fizic

Fig. 1.10 Aspect fizic

b. Principiul de funcionare La aplicarea unei tensiuni alternative, dioda conduce curentul numai cnd alternana pozitiv a tensiunii se aplic pe anod. La polarizare direct

VA>VC VA potenialul anodului, VC - potenialul catodului Dioda conduce curentul de la A la C Fig. 1.11 Polarizare direct a diodei redresoareRezistena intern RD este foarte mic, de ordinul

La polarizare invers

VA < VC Dioda este blocat Rezistena intern este foarte mare, de ordinul k - M

Fig. 1.12 Polarizarea invers a diodei redresoare

c. Parametri limitParametri limit sunt specificai n cataloagele firmelor constructoare, iar depirea acestora poate duce la distrugerea diodei. ID max- intensitatea maxim a curentului direct Uinv max tensiunea invers maxim Pd max puterea disipat maxim Tj max temperatura maxim a jonciunii. Tj max = 175 C pentru diodele cu Ge Tj max = 85 C pentru diodele cu Si

Pentru rcire, diodele de putere se monteaz pe radiatoare metalice din Cu sau Al, deoarece n timpul redresrii se produc pierderi de putere ce duc la nclzirea diodelor sau distrugerea lor.

d. Schema echivalent a diodei redresoare in c.a. Cb capacitate de blocare Cd capacitate de difuziune Ri rezistena intern a diodei

Fig.1.13 Schema echivalent de c.a. a diodei redresoare

Dioda redresoare funcioneaz numai la frecvene joase, de obicei 50 Hz. La frecvene nalte dioda nu poate redresa curentul alternativ deoarece reactana capacitii echivalente Xc este mult mai mic dect Ri i scurtcircuiteaz rezistena intern de conducie.

e. Defectele diodelor redresoareDepistarea defectelor se face cu ohmmetrul. Funcionare normal Rd mic, Ri mare Diod scurtcircuitat Rd mic, Ri mic Diod ntrerupt Rd mare, Ri mareRd rezistena intern a diodei la polarizare directRi rezistena intern a diodei la polarizare invers

2. Dioda stabilizatoare Zener

Definiie: Dioda Zener este o jonciune pn care are rolul de a menine constant tensiunea pe o rezistena de sarcin.a. Simbol, marcaj i aspect fizic

Simbol

Nestandardizat Standardizat Fig. 1.14 Simboluri ale diodei Zener

MarcajPe capsula diodei Zener se marcheaz catodul cu un inel. Aspect fizicSunt marcate cu literele PL i DZ.

Fig. 1.15 Marcare dioda Zenerb. Principiul de funcionareDioda Zener funcioneaz cu polarizare invers, n zona de strpungere controlat, unde tensiunea la borne este aproximativ constant.

Fig. 1.16 Polarizarea invers i caracteristica static

Dac se polarizeaz direct, se comport ca o diod obinuit.

Dioda suport o variaie mare de curent IZ provocat fie de variaia tensiunii de alimentare, fie de rezistena de sarcin, n timp ce variaia de tensiune UZ este foarte mic.

UZ amplificatorul se numete neinversor.

b. Parametrii principali Impedana de intrare Zint teoretic infinit, practic foarte mare Zint = ; consecina este, curentul de intrare Ii = 0 Impedana de ieire Zo este teoretic zero, practic foarte mic, Zo = 0 Amplificarea A n bucla deschis ( fr a conecta reacia extern) este teoretic , practic foarte mare.A = , consecina este: diferena de tensiune dintre cele dou intrri VA - VB = 0 Au o deriv a tensiunii nul ( nu apare semnal la ieire n lipsa semnalului de intrare).

2. Amplificatorul operaional inversor

Definiie: Semnalul de intrare se aplic pe borna inversoare iar la ieire rezult un semnal amplificat n opoziie cu cel de la intrare.

a. Schema de principiu

I1 curent dat de tensiunea V1 Ir curent de reacie Ii curent de intrare n AO V1 tensiune de intrare V0 tensiune de ieire

Fig 3.3 Amplificator operaional inversor b. Calculul amplificrii

Pentru calculul amplificrii se consider AO ideal.

I1 + Ir = Ii = 0 ( Zin = , Ii = 0) Teorema I a lui Kirchhoff

I1= ( VA VB = 0)

IR= =

Au= =

Sensul (-) ne arat c tensiunea de ieire este n opoziie de faz fa de cea de intrare.

c. Proprieti

nmulirea cu o constant Dac R2 = KR1 rezult V0 = - KV1 mprirea cu o constant Dac R2 = R1/K rezult V0 = - V1/K Circuit repetor Dac R1 = R2 rezult V0 = - V1Prin montarea n cascad a unui numr par de AO inversoare, se obine o tensiune V0 n faz cu V1

Circuit sumator

Cnd la intrarea inversoare se aplic mai multe tensiuni prin intermediul unor rezistene, la ieire se obine un semnal n antifaz egal cu suma tensiunilor de la intrare

Fig 3.4 AO inversor sumator

Se pot scrie relaiile:

(I1+I2+.+In)+Ir=Ii=0 Teorema I a lui Kirchhoff

Ir= I1=

Dac punem condiia R1=R2==Rn=R rezult V0=

3. Amplificatorul operaional neinversor

Definiie: Semnalul de intrare se aplic pe borna neinversoare i rezult la ieire un semnal amplificat, n faz cu cel de la intrare.

a. Schema de principiu

Fig 3.5 Amplificator operaional neinversorb. Calculul amplificrii

Se consider AO ideal: A= , VA VB= 0

V1 = VA= VB

V1=R1 (divizor de tensiune)

Rezult Au= =

c. Proprieti nmulirea cu o constantDac R1+R2=KR1 rezult V0=KV1 Nu poate face operaia de mprire, dect n cazul cnd una din rezistene se nlocuiete cu un dispozitiv cu rezisten negativ (dioda tunel)

Circuit sumator

Fig 3.6 AO neinversor sumator

AO este considerat ideal

(I+I+..+I)=I=0 V=V0 VA=VB

I1=

Dac R1=R2=..=Rn=R rezult V1+V2++Vn= nV0

Dac R+Rr=nR rezult V0=V1+V2++Vn - tensiunea de ieire este egal cu suma tensiunilor de la intrare.Observaie: pentru a funciona n c.a., amplificatorul operaional trebuie s fie prevzut cu condensatoare pe circuitele de semnal sau de reacie.

- Rezolvri de probleme - Laborator tehnologic studiul AOElevii vor prezenta un miniproiect cu tema Amplificatoare, cu prezentare Power Point. Amplificatoarele pot fi de tensiune, de putere i AO, la latitudinea elevului.

Sugestii metodologice

UNDE PREDM?

Laborator tehnologic

CUM PREDM?

Organizare clas

Frontal pentru lecia de comunicare de noi cunotine sau aplicaii Power Point Pe grupe pentru identificarea i analiza funcionrii AO

Metode de predare

Demonstraie Explicaia Experimentul Simulare Exerciiul

Mijloace de predare

Fie de lucru Fie de laborator Platforme experimentale Mijloace video

Materiale de evaluare

Probe practice Probe scrise

Tema 4. OscilatoareFia suport 4.1 Generaliti. Oscilatoare cu reacie. Oscilatoare RC

Competene: Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente electronice analogice Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluziile.

1. Generaliti

Definiie: Oscilatoarele sunt generatoare de oscilaii electrice ntreinute, cu frecven proprie (funcioneaz fr semnal de intrare).

a. Parametrii oscilatoarelor Forma semnalului generat Domeniul de frecven n care lucreaz Stabilitatea frecvenei de oscilaie Amplitudinea semnalului de ieire Stabilitatea amplitudinii semnalului de ieire Coeficientul de distorsiuni neliniare impus

b. Clasificarea oscilatoarelor

Nr. crt.Criterii de clasificareTipuri de oscilatoare

1Dup forma semnalului generat- oscilatoare sinusoidale- oscilatoare nesinusoidale

2Dup domeniul de frecven n care lucreaz- oscilatoare de audiofrecven ( j. f)- oscilatoare de radiofrecven (. f)- oscilatoare de foarte nalt frecven

3Dup natura componentelor din reeaua selectiv- oscilatoare RC- oscilatoare LC- oscilatoare cu cuar

2. Oscilatoare sinusoidale cu reacie

Definiie: Oscilatoarele cu reacie sunt amplificatoare cu reacie pozitiv care genereaz un semnal sinusoidal de forma u = Umax sin t .

Valoarea frecvenei de oscilaie se obine cu ajutorul unui circuit acordat LC sau cu o reea selectiv RC

a. Schema de principiu

Fig. 4.1 Oscilator cu reacie schema de principiu

Relaii specifice

Valoarea amplificrii cu reacie este

Ar - amplificarea circuitului cu reacie factor de reacie sau de transfer A - amplificarea circuitului fr reacie

Condiia de oscilaie sau de reacie pozitiv

1- A = 0 sau A = 1 - Relaia lui Barkhausen

Amplificarea cu reacie Ar = i amplificatorul devine oscilator

Relaia lui Barkhausen este echivalent cu dou condiii : condiia de amplitudine i condiia de faz ce rezult din forma de exprimare n complex a amplificrii i a factorului de transfer.

A . = 1 Condiia de amplitudine A = 0, 2 , 4.... Condiia de faz

A - defazajul produs de amplificator ; - defazajul produs de circuitul de reacie

3. Oscilatoare RC

Definiie: Oscilatoarele RC sunt amplificatoare cu reacie pozitiv selectiv avnd cuadripolul de reacie format din rezistene R i condensatoare C .

a. Clasificare

Nr. Crt.Criteriul de clasificareTipuri de oscilatoare RC

1Dup numrul de tranzistoare ale amplificatorului- cu un tranzistor- cu dou tranzistoare

2Dup configuraia cuadripolului de reacie- cu reea de defazare trece sus- cu reea de defazare trece jos- cu punte Wien- cu punte dublu T

b. Condiia de oscilaie

Pentru orice oscilator aspectele cele mai importante sunt : Condiia de oscilaie relaia ntre parametrii circuitului pentru amorsarea oscilaiilor Valoarea frecvenei de oscilaie

Frecvena de oscilaie - este frecvena la care datorit reaciei pozitive , amplificarea circuitului devine infinit.

Frecvena de oscilaie se determin din condiia de faz , A = 0, 2, 4.. care este satisfcut pentru o singur frecven, care este frecvena de oscilaie. Defazajele produse de elementele de circuit depind de frecven.3.1 Oscilatoare RC cu un tranzistor Defazajul produs de amplificator este A = 1800 Reeaua de defazare ar trebui s produc un defazaj = 1800 pentru a ndeplini condiia de faz. Un condensator ideal produce un defazaj de 900 ntre curentul i tensiunea la bornele sale, iar unul real mai puin de 900 . Deoarece rezistoarele i condensatoarele sunt elemente reale, numrul minim de celule RC identice este 3.

a. Oscilatorul RC cu reea de defazare trece sus Frecvena de oscilaie este 1 / 6 RC Rolul elementelor de circuit este :- R1, R2 au rolul de polarizare a bazei tranzistorului cu tensiune constant- RC limiteaz curentul din colector- RE stabilizeaz termic PSF- CE capacitate de decuplare a rezistenei de emitor n c.a.Fig. 4.2 a. Oscilator RC cu reea de defazare trece sus- R i C elementele reelei de defazare- R asigur conectarea reelei de defazare cu intrarea amplificatorului

b. Oscilatorul RC cu reea de defazare trece - jos

Frecvena de oscilaie este 6 / RC

Fig. 4.3 Oscilatorul RC cu reea de defazare trece jos3.2 Oscilatoare RC cu dou tranzistoare

Este un oscilator cu punte Wien Defazajul produs de amplificatorul cu dou tranzistoare este A = 2 Cuadripolul de reacie trebuie s introduc un defazaj = 0 ; 2 pentru a se respecta condiia de faz A + = 0 ; 2 ; 4 Puntea Wien este format din dou circuite RC, serie i cellalt paralel Frecvena de oscilaie este = 1 / RC

Fig 4.4 Oscilator RC cu punte Wien

Fig. 4.5 Oscilator RC cu punte Wien-schema simplificat

Sugestii metodologice

UNDE PREDM ? Laboratorul de electronic

CUM PREDM ?

Organizare clas Frontal - comunicare de noi cunotine Pe grupe pentru simularea funcionrii oscilatoarelor Metode de predare Conversaia Explicaia Demonstraia Simularea funcionrii oscilatoarelor Mijloace de predare Fie de lucru Fie de laborator Platforme experimentale Soft specializat PC Osciloscop

Materiale de evaluare Probe orale Probe practice

Tema 4. OscilatoareFia suport 4.2 Oscilatoare cu cuar

Competene: Identific componente electronice Analizeaz montaje cu componente electronice analogice Planific o activitate i culege date numerice n legtur cu aceasta Interpreteaz rezultatele obinute i prezint concluziile.

Definiie: Oscilatoarele cu cuar sunt oscilatoare de semnale sinusoidale de foarte mare stabilitate a frecvenei.

1. Cuarul

Cuarul are proprieti piezoelectrice. Aceste proprieti constau n faptul c aplicnd plcuei o tensiune electric , ea se deformeaz. Aplicnd plcuei fore mecanice, apar sarcini electrice pe feele solicitate.

a. Simbol , schema electric echivalent

Fig 4.6 Cuarul simbol i schema electric echivalent

Cuarul se comport ntr- un montaj ca un circuit RLC.L echivalentul electric al masei cristalului CS - echivalentul electric al elasticitiiR - echivalentul electric al pierderilor prin frecareCP- capacitatea monturii, capacitatea dintre electrozi

b. Proprieti

Circuitul are dou frecvene de rezonan, una serie i cealalt derivaie Rezistena de pierderi R X reactana Factorul de calitate Q = O L / R este foarte mare Valorile parametrilor R, L, CS, CP sunt foarte stabile n timp Aceste proprieti determin marea stabilitate a frecvenei oscilatoarelor cu cuar.

2. Oscilatorul Colpitts cu cristal de cuar

ntre frecvena de rezonan serie mai mic i frecvena de rezonan derivaie, cristalul se comport inductiv Cuarul nlocuiete inductana din circuitul de reacie a unui oscilator Colpitts obinnduse un oscilator de foarte mare stabilitate.

Fig. 4. 7 Oscilatorul Colpitts cu cuar

Avantaje- Are foarte bun stabilitate a frecvenei- Construcie simpl i robust Dezavantaje- Lucreaz numai pe frecvene fixe, n funcie de caracteristicile cuarului f = 100 kHz 40 MHz- La frecvene mai joase, dimensiunile plcii devin prea mari, iar la frecvene mai nalte, plcile sunt foarte subiri i fragile.

Sugestii metodologice

UNDE PREDM ? Laboratorul de electronic

CUM PREDM ?

Organizare clas Frontal - comunicare de noi cunotine Pe grupe pentru studiul funcionrii oscilatoarelor cu cuar Metode de predare Conversaia Explicaia Demonstraia Problematizarea Experimentul funcionarea oscilatorului Mijloace de predare Fie de lucru Fie de laborator Platforme experimental PC Osciloscop

Materiale de evaluare Probe orale Probe practice

IV. Bibliografie

1. Dnil, T. IonescuVaida, M. (1996). Componente i circuite electronice - manual pentru clasa a X a, licee industriale, Bucureti, Editura Didactic i Pedagogic

2. Dnil, T. IonescuVaida, M. (1996). Componente i circuite electronice - manual pentru clasa a XI a, licee industriale, Bucureti, Editura Didactic i Pedagogic

3. Colectiv coordonator Robe, Mariana. (2001). Componente i circuite electronice , Bucureti, Ed. Economic

4. Cosma, D. i alii. (2008), Electronic, Bucureti, Editura CD Press

5. Chivu, A., Cosma, D., (2005), Electronica analogic . Electronica digital lucrri practice, Editura Arves

6. Simion, E., Miron, C., Fetil, L. (1986), Montaje electronice cu circuite integrate analogice, Cluj- Napoca, Editura Dacia

7. Sofron, E. i alii, (1987), Electronica ndrumar pentru lucrri practice, Bucureti , Institutul Politehnic

8. Coloi, T., Morar, R., Miron C. (1979), Tehnologie electronic componente discrete. IPCN, Facultatea de Electrotehnic

9. Ibrahim, K. F., (2001), Introducere n electronic, Bucureti, Editura Teora