¿Por qué los circuitos oscilantes LC reales no oscilan en la frecuencia de resonancia?

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Considere estos dos osciladores LC simples con amplificadores operacionales ideales:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La frecuencia de resonancia es para ambos circuitos aproximadamente 159 kHz, sin embargo, ninguno de los dos oscilará a esa frecuencia tanto en las simulaciones como en la aplicación real. ¿Por qué es eso?

Por ejemplo, el primer circuito, cuando se prueba, oscila con una frecuencia de aproximadamente 132 kHz y 156 kHz en la simulación LTspice. Ok, los componentes no son perfectos, pero aquí estamos significativamente fuera del valor esperado. Además, teniendo en cuenta la resistencia interna del capacitor y el inductor, si considera un circuito RLC descargado con oscilaciones descargadas, la frecuencia debería ser la frecuencia de resonancia.

En muchos otros (circuitos más complejos) a menudo leo que la pareja de LC oscilará en la frecuencia de resonancia $$ \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$. Sin embargo, este casi nunca es el caso, y la frecuencia está muy lejos de ese valor (de nuevo, ¿por qué?).

    
pregunta mickkk

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De acuerdo con la condición de oscilación (Barkhausen), un circuito con realimentación dependiente de la frecuencia puede oscilar solo a una frecuencia en la que la ganancia de bucle sea unitaria (o ligeramente mayor). En particular, esto significa que la FASE de la función de ganancia de bucle debe ser CERO.

Para frecuencias grandes (y la frecuencia de ejemplo por encima de 100 kHz puede considerarse grande), no se debe descuidar el cambio de fase de las unidades operativas utilizadas. Como resultado, la frecuencia de oscilación (si el circuito oscila) es la frecuencia en la que la red pasiva tiene un cambio de fase positivo que puede cancelar exactamente el negativo (no deseado, pero inevitable) cambio de fase del opamp. Por esta razón, la frecuencia resultante es menor que la frecuencia deseada.
(El circuito LC pasivo tiene un cambio de fase positivo para frecuencias por debajo del punto de resonancia pasiva).

Primer comentario : la ganancia de bucle de un circuito con realimentación es simplemente el producto de la red de realimentación y la ganancia de la etapa del amplificador.

Segunda observación: El primer circuito no es muy común porque no tiene retroalimentación de CC negativa estabilizadora. El opamp es conducido profundamente en la saturación. Ambos resistores en la trayectoria de retroalimentación positiva del segundo circuito son demasiado grandes (demasiado amortiguador, mala selectividad). Buenos resultados para R2 = R3 = 10 Ohms.

    
respondido por el LvW

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