¿Cuál es el propósito del diodo en la compuerta JFET en este oscilador Hartley?

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Esta es una pregunta de seguimiento para una pregunta que hice hace unos días ( Original JFET Hartley Question ). Habiendo realizado los cambios sugeridos en los comentarios (es decir, cambiando Rd / R3 a 270 ohmios, en lugar de 270k) y algunos ajustes básicos de polarización, finalmente conseguí que el circuito oscilara en el tablero.

Sin embargo, en el extremo superior del rango de sintonización (alrededor de 2MHz), noté que la onda sinusoidal estaba distorsionada. No muy distorsionada, pero tenía una parte superior plana y una forma de onda ligeramente quebradiza. Sentí que el diseño era adecuado y busqué otros problemas con el circuito, volviéndome a diseños JFET similares (¡algo que probablemente debería haber hecho al principio!)

El circuito modificado que se me ocurrió fue el siguiente:

Laondasinusoidalresultantefuemuybuena,conpocadistorsiónentodoelrangodesintonización.Pero,elcambiomásefectivofuelaintroduccióndeD1enlapuertadelJFET.Nohetenidomuchasuerteenlabúsquedadeunaexplicacióndecentedeporquéestediodomarcaladiferencia.

LomejorquepudeencontrarfueestefragmentodeJCarr:

Todomuybien,pero¿cómoexactamente"limpia la señal"?

    
pregunta Buck8pe

3 respuestas

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Me parece que el diodo está allí para cambiar el nivel de CC de la señal acoplada a la puerta de modo que los picos positivos sean solo una caída de diodo sobre el suelo. Eso hace que los picos de negateve sean más bajos de lo que serían si la señal estuviera centrada alrededor del suelo. Tenga en cuenta que la señal está acoplada capacitivamente a la puerta. Este es un JFET, por lo que las señales de puerta negativas son significativas.

La descripción que usted cita parece una tontería. El efecto general del diodo puede ser reducir el contenido armónico de las oscilaciones resultantes, pero el diodo en sí no "mágicamente" limpia la señal. Al reducir el nivel de CC de la señal en la puerta, es posible que el FET funcione más en su región lineal, lo que reduciría el contenido de armónicos resultante. Pero, eso está lejos de que el diodo "limpie" la señal. En el mejor de los casos, puede decir que el diodo desplaza el DC para que el FET pueda manejar la señal de manera más limpia.

    
respondido por el Olin Lathrop
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En cualquier diseño de oscilador lineal, debe asegurarse de que la ganancia no sea mucho más que lo necesario para que comience la oscilación. Lo ideal sería tener una ganancia de bucle de 1, pero en realidad necesita una ganancia de bucle ligeramente mayor que 1 para tener en cuenta la variabilidad de los componentes. Esa es una condición de oscilación de crecimiento exponencial no estable, que debe limitarse de alguna manera.

Para lograr esto, todos los diseños de osciladores lineales se basan en un cierto nivel de no linealidad para garantizar que la ganancia del bucle se reduzca ligeramente por debajo de 1 a la amplitud de salida deseada, esto suele ser una reducción suave para evitar la introducción de demasiada distorsión. La ubicación de esta no linealidad es lo que define la amplitud de salida. Si la ganancia del bucle es mucho más que 1, la onda sinusoidal se aplanará a medida que la energía en los elementos de almacenamiento, debido a la ganancia excesiva del bucle, terminará saturando la entrada.

En ese diseño, a medida que aumenta la frecuencia, C1 acopla cada vez más la salida en la entrada del amplificador, lo que aumenta la ganancia del bucle. Es por eso que se ven distorsiones sin el diodo. Podrías haber reducido la distorsión en frecuencias más altas simplemente reduciendo C1, pero entonces no oscilaría en frecuencias más bajas.

El diodo, al conducir en los picos positivos de la señal, hace dos cosas:

  1. Recorta el máximo "sesgo" positivo del JFET, asegurando que la corriente general se reduce y, por lo tanto, limita la ganancia del amplificador.
  2. Presenta una resistencia no lineal a tierra, creando un divisor de voltaje con C1 que reduce la ganancia de retroalimentación a frecuencias más altas.
respondido por el Edgar Brown
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Según este video Los osciladores Hartley y Colpitts con demostración (AD # 103) el diodo está ahí para limitar la retroalimentación.

    
respondido por el mikee

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