El oscilador para H.F

Las condiciones que ha de cumplir un circuito para que lo llamemos oscilador las enunció hace muchos años Bark Hausen:

Un oscilador es aquel circuito formado por un amplificador y por un filtro* realimentados con:

Si existe en el circuito alguna frecuencia que verifique esas 2 condiciones, cuando se cierre el lazo el circuito arrancará sólo y espontáneamente surgirá una oscilación de la frecuencia que ha verificado esas 2 condiciones. 

*Nota 1: Realmente bastaría cualquier circuito cuya amplificación variara con la frecuencia.

En la anterior clase, montamos un circuito que respondía a esa estructura y lo hicimos con un amplificador operacional.

Ahora que ya sabemos el secreto para construir osciladores, podemos empezar a construir lo que va a ser el corazón de nuestro transmisor de radio, porque recordemos que un trasmisor de radio no es más que un oscilador conectado a, por ejemplo, un monopolo en λ/4. Si nosotros sabemos construir un oscilador a 27 MHz y conectamos ese oscilador a un monopolo que tenga unas dimensiones de aproximadamente 2.5 m, estaremos iluminando el espacio con una onda electromagnética. Y, por lo tanto, si colocásemos a una cierta distancia otro monopolo, capturaríamos tensión de esa onda electromagnética y cerraríamos la comunicación vía radio. Por lo tanto, ya estamos más cerca de cumplir ese objetivo que es emitir radiación electromagnética.

Como nosotros queremos trabajar a 27 MHz (CB)*, necesitamos saber construir este amplificador con un transistor. Ya que el amplificador operacional, debido su producto ganancia-ancho de banda, mantiene la amplificación constante hasta una frecuencia que siempre es inversamente proporcional a la amplificación que queremos lograr. Para el TL081, GB=3MHz, por lo tanto nuestro AO solo sería capaz de mantener constante la amplificación K hasta 3MHz.

*Nota 2: CB, Citizen Band (Banda Ciudadana). Banda destinada a la libre comunicación entre el personal civil. 

En un transistor, el producto ganancia-ancho de banda es denominado frecuencia de transistor y perfectamente puede llegar a 300-400 MHz. Cuanto mayor sea la amplificación que queremos lograr con el dispositivo, menor será ancho de banda en el que se mantiene. Es por esto que, de cara a construir osciladores, lo inteligente es hacer que la amplificación esté en el límite 1. Es decir, en lugar de un amplificador, un seguidor de tensión.

Si optamos por poner un seguidor de tensión, el filtro paso-banda tendrá que tener amplificación en el pico, porque si no será imposible que el circuito arranque solo. Un posible circuito que presenta una curva de respuesta en frecuencia como la del filtro paso-banda y que además tiene amplificación en el pico  es:

 

O también:

Por lo tanto, estos circuitos pertenecen a la categoría de los que, precedido por un seguidor de tensión, permitiría montar un oscilador.

El modelo circuital del seguidor de tensión que tendremos será el modelo con precisión (tendrá una resistencia de entrada grande y una resistencia de salida pequeña):

De esta forma, la estructura de nuestro oscilador para H.F ser:

 

Donde la resistencia R_p que observamos agrupará distintos fenómenos: la resistencia parasita serie que proviene de la bobina y la resistencia equivalente de la antena que excitaremos luego con el oscilador. Recordemos que des del punto vista circuital, una antena en λ/2 equivale a una resistencia de 72Ω.