¿Puede un combo inductor / capacitor / resistencia emitir la misma frecuencia que un oscilador de cristal dado?

Sí, puedes construir un oscilador con inductores y condensadores que tendrán la misma frecuencia que tu oscilador de cristal. Usando inductores y condensadores, puede alcanzar frecuencias mucho más altas o más bajas que las que puede alcanzar con el oscilador de cristal.

La razón por la que se usan los osciladores de cristal es porque tienen una estabilidad de frecuencia mucho mejor. La estabilidad de frecuencia no importa mucho para un transmisor FM de juguete de bricolaje experimental, pero sí importa para muchos otros usos.

Los osciladores de cristal son agradables si desea transmitir desde una frecuencia precisa. Puede lograr el mismo objetivo con una bobina & Condensador (llamado un circuito de tanque LC). Probablemente en los circuitos que ha visto hasta ahora utiliza este circuito de tanque, con sus valores elegidos para resonar en su frecuencia preferida. Todo está bien con los condensadores, pero la mayoría de las veces, es posible que no pueda encontrar un buen inductor, por lo que tendrá que enrollarlo solo. Sin embargo, no conozco ninguna forma de medir la inductancia sin la ayuda de al menos un generador de frecuencia. Por lo tanto, puede seguir un tutorial, terminar su propio inductor de núcleo de aire y es posible que aún no funcione. Y no puede estar seguro de si la falla está relacionada con el inductor o algo más. El oscilador de cristal te salva de este dolor.

Un oscilador es un amplificador con respuesta positiva y un "elemento determinante de la frecuencia". Esto puede ser un cristal, o un "tanque" resonante LC. El oscilador LC no suele ser lo suficientemente estable para la mayoría de las aplicaciones. Esto es lo que suele suceder cuando construyes tu primer oscilador LC.

Primero, las propiedades mecánicas del elemento de sintonización (generalmente un condensador variable) son tales que, después de ajustarlo, se "relaja" ligeramente, lo que hace que la frecuencia cambie. Así que terminas ajustándolo más allá de la frecuencia deseada, y dejas que se "asiente" de nuevo a la frecuencia objetivo.

A continuación, encuentra que al alejar su mano del circuito, la frecuencia cambia nuevamente. La capacitancia perdida agregada por su cuerpo afecta la frecuencia. Terminas moviendo tu mano hacia o lejos del circuito para mantenerla en frecuencia. A continuación, encontrará que incluso si mantiene su mano firme, la frecuencia se está desviando y tiene que moverla de nuevo para corregir esto. Esta desviación puede deberse a un cambio en la temperatura, el voltaje o más cambios mecánicos.

Entonces, la respuesta es "sí", pero finalmente te das cuenta de que la vida podría ser mucho más fácil si usas un cristal. Los cristales no son perfectos, pero son magnitudes mejores. También requieren menos potencia para mantener las oscilaciones. Se pueden construir buenos osciladores LC; contarán con un suministro de voltaje bien regulado, componentes rígidamente montados y un escudo de metal que encierra el circuito. También habrá compensación de temperatura (o control de temperatura).

Hubo algunos comentarios sobre la multiplicación de frecuencias. Esto podría lograrse introduciendo distorsión en el oscilador, que produce armónicos. Luego, otro circuito del tanque LC se sintoniza a un armónico de la frecuencia original. Se puede usar otro amplificador para aumentar la señal resultante. Así es como se hizo en los días de circuitos analógicos puros.

Es hora de traer servo-loops o comentarios negativos a tu conjunto de habilidades.

Los OpAmps son ejemplos de retroalimentación negativa, para lograr relaciones precisas de ganancia de voltaje. La parte clave de las matemáticas, dada G = opamp openloop gain, H = la proporción de realimentación:

$$ Avcl = G / (1 + G * H) $$

define la relación de entrada / salida (ganancia). Enormes valores de G - > ganancia muy precisa.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Usamos los mismos métodos de retroalimentación, pero en lugar de hacer que los voltajes sean una relación precisa, hacemos que la relación de cruces por cero sea una relación precisa, utilizando FlipFlops y un cuadro de comparación de bordes, el detector de frecuencia de fase:

El VCO (el 16MHz + -1Mhz) puede ser de 7MHz a 89MHz, pero el Detector de Frecuencia de Fase --- PFD --- manejará ese enorme rango, incluso como los inductores y capacitores y transistores (proporcionando ganancia de potencia, por lo que Las LC tendrán una amplitud creciente, requerida por un oscilador, que cambiará las propiedades con respecto a la temperatura y con VDD y simplemente porque los inductores y los condensadores nunca son exactos. Un PFD apropiado es una bestia muy interesante, y mientras el oscilador esté oscilando (algunos detienen la oscilación si el VTUNE solicita una frecuencia demasiado alta) y el PFD funciona en todo el rango del VCO, los pulsos ARRIBA y Abajo presionan el botón VTUNE [la tensión de control que sale del filtro 2C / 1R] a la tensión necesaria; simplemente al comparar la sincronización de los bordes, este sistema de retroalimentación realiza el bloqueo de frecuencia y el bloqueo de fase.

La clave para una relación de frecuencia precisa es el almacenamiento de carga realizado por C1. Cualquier error residual, causado por un ligero desequilibrio de carga ascendente / descendente, causado por el octavo borde fuera de nuestro divisor 1/2 * 1/2 * 1/2 que no se alinee exactamente con el mismo borde de polaridad del Fref, se acumulará y aumentará ( o hacia abajo y hacia abajo) en C1, aunque solo sean pequeñas cargas. Así, con el tiempo, el octavo borde del oscilador variable se alinea cada vez más exactamente con Fref a partir de la referencia del cristal.

El cristal es al menos mucho más fácil si necesitas una frecuencia precisa. Ajustar un grupo LC y mantenerlo estable si el entorno cambia es una tarea molesta. Puede obtener ambos en el mismo rango de frecuencia (los cristales se pueden comprar en el almacén en 100+ MHz, lo que estaría justo en su rango de FM) Por otro lado, si realmente tiene la intención de producir señales de radio FM, el grupo LC podría ser la mejor manera porque, a diferencia de un cristal, un grupo LC puede sintonizarse fácilmente a través de un diodo capacitivo o métodos similares, lo que hace que Es bastante fácil modular tu frecuencia. Un cristal oscilará en su frecuencia de corte y no muy lejos de eso, por lo que es más adecuado para aplicaciones que requieren estabilidad, como para la generación de relojes.

Si busca un oscilador que funcione, evite un circuito que se quede quieto en silencio, consumiendo energía pero NO ESTACLARANDO, luego lea el trabajo de Barkhausen.

Ofrece 2 criterios: (1) necesita ganancia de potencia, a la frecuencia deseada (a menudo se indica como ganancia de voltaje) (2) necesita exactamente N * 360 grados de cambio de fase, a la frecuencia deseada; tenga en cuenta que un poco de matemáticas permite 0 grados, 360 grados, 720 grados

He leído artículos que sugieren que "demasiada ganancia de potencia" evitará la oscilación. Eso se afirmó como "una alta gm (transconductancia, amperios de salida por voltio de entrada) evitará la oscilación".

En realidad, en "high gm" (fuerza de accionamiento fuerte), el bucle no alcanzó esa condición de cambio de fase de cero grados, porque la R se volvió demasiado baja.