OSCILLATORI SINUSOIDALI - 2

Dalla semplice sequenza di tre circuiti, riportati nelle figure 2 - 3 - 4, vediamo ora come, da un circuito amplificatore di tipo ben noto, ad un solo transistor, possa nascere quello di un oscillatore, che è consigliabile costruire, per ascoltare, attraverso una comune cuffia, le oscillazioni generate.

Quello di figura 2 è il circuito di un amplificatore con transistor NPN montato nella configurazione con emittore a massa e nel quale i due condensatori C1 e C2 assumono le denominazioni dì condensatore d'entrata E e d'uscita U, mentre R1 rappresenta la resistenza di polarizzazione di base ed R2 è la resistenza di carico di collettore del transistor BC337.
Come si sa, il segnale applicato all'entrata E ed inviato, tramite il condensatore C1, alla base di TR1, si ripresenta amplificato, ma invertito nella fase, sul collettore che, nello schema di figura 2, è segnalato con il numero 3.

In figura 3 e' riportato lo schena di una rete formata da capacitori e resistenze. Questo circuito RC e' detta rete di sfasamento in quanto la fase del segnale applicato tra i punti 1 e 2 risulta tra i punti 3 e 2 sfasato  e un po' attenuato. Lo sfasemto dipende dalla frequenza del segnale applicato.

Fig. 3 - Rete elettrica resistivo capacitiva, detta di "sfasamento".

Ora, collegando sui punti circuitali 1 - 2 - 3 dell'amplificatore, la rete capacitiva-resistiva riportata in figura 3, lo schema originale dell'amplificatore di figura 2 si trasforma in quello dell'oscillatore di figura 4 detto oscillatore sinusoidale a sfasamento.

Fig. 4 - Circuito di oscillatore sinusoidale a sfasamento

Sulla  uscita U si può applicare una cuffia con impedenza superiore ai 30 ohm ed ascoltare il segnale generato dall'oscillatore che assume un valore di frequenza di circa 400 Hz.
Dunque, il circuito di figura 4 oscilla, senza che esso sia provvisto, come avviene nell'amplificatore di figura 2, di una entrata cui venga applicato un segnale. Ma vediamo perché ciò accade, attraverso, ovviamente, una elementare interpretazione che non fa ricorso ad alcuna formula matematica, come invece sarebbe necessario per una rigorosa analisi del circuito di figura 4.
Nel momento in cui si chiude il circuito di alimentazione VCC, rappresentato da una pila da 9 V, le linee elettriche positiva e negativa vengono percorse da corrente, naturalmente supponendo che tutti i condensatori inseriti sulle linee circuitali siano scarichi. E questa corrente si identifica con quella di carica delle varie capacità presenti. Pertanto, anche sulla base del transistor TR1 perviene la necessaria corrente di polarizzazione che consente la conduttività del semiconduttore amplificatore, che ingigantisce la debole corrente di base, presentandola, sul collettore, sotto forma di un segnale amplificato ma invertito di fase. E qui il segnale si dirama attraverso due possibili strade, quella del condensatore C2, che lo conduce all'uscita U e quindi alla cuffia e l'altra che lo costringe ad imbattersi nella rete di sfasamento già segnalata nel disegno di figura 3. Ebbene, proprio nell'attraversare questo semplice circuito capacitivo-resistivo, il segnale amplificato e sfasato, uscente dal collettore, si rifasa, ovvero riassume la fase che aveva prima di entrare nella base del transistor. E qui ricordiamo ancora che questo segnale si identifica con la corrente iniziale che interessa il circuito al momento della sua alimentazione.
Concludendo, attraverso il condensatore C1, si riporta in base uno stesso segnale, con la medesima fase, ma sempre più amplificato e i cui limiti di amplificazione dipendono dalle grandezze elettriche attribuite ai vari elementi circuitali. Dall'uscita U esce un treno di sinusoidi ad ampiezza e frequenza costanti, come quello riportato in figura 6, che perdura nel tempo finché il circuito di figura 4 rimane alimentato con la tensione continua di 9 V.