El circuito de My Chua es plano (es decir, mal funcionamiento)

2

Intenté crear un Chua Circuit , pero no parece estar funcionando como se esperaba.

El problema es que, si bien se supone que es un circuito oscilatorio, no veo oscilaciones. Refiriéndose al diagrama a continuación, el condensador \ $ k \ $ se carga mucho, el condensador \ $ c \ $ se carga un poco y la corriente a través de \ $ l \ $ parece ser cero. Estos valores son constantes en el tiempo después de la carga inicial. Los condensadores se descargarán a cero cuando se desconecte la alimentación.

El juguetear con \ $ r \ $ moverá los voltajes del capacitor hacia arriba y hacia abajo un poco, en ciertos rangos, pero el juguetear con el valor del inductor no parece hacer nada.

También es de destacar que estoy intentando crear un prototipo en un protoboard antes de soldar, por lo que todavía está en el protoboard ahora.

En el diagrama: el amplificador operacional y los diodos de la izquierda forman parte de un diodo Chua, y el amplificador operacional y el condensador de la derecha forman un girador, que simula un inductor de aproximadamente \ $ 19 \ $ mH .

Los valores de los componentes en el centro del diagrama de diagrama son:
\ $ r \ approx 1.7 \ $ k, potenciómetro parcial (\ $ 1 \ $ k).
\ $ k = 10 \ $ nF
\ $ c = 100 \ $ nF

En el diodo de Chua:
\ $ s = 1 \ $ k
\ $ \ sigma = 2 \ $ k

En el girador:
\ $ \ kappa = 10 \ $ nF
\ $ \ tau = 10 \ $ \ $ \ Omega \ $
\ $ t \ approx 19 \ $ k, potenciómetro parcial (\ $ 10 \ $ k)

Los amplificadores operacionales (\ $ 411 \ $ s) se suministran con aproximadamente \ $ 12 \ $ V; se supone que es \ $ 15 \ $ V, pero medí la oferta y aparentemente la salida es bastante mala.

Los diodos son simplemente diodos de silicio normales.

Todos los elementos del circuito funcionan de manera cualitativa, como es de esperar.

El convertidor de impedancia negativa en el diodo Chua está generando corriente en su entrada cuando se le suministra un voltaje positivo (\ $ \ sim 5 \ $ mA @ \ $ 5 \ $ V), y está haciendo lo mismo con los diodos conectados, solo con una respuesta más pequeña (\ $ \ sim 3 \ $ mA @ \ $ 5 \ $ V).

El voltaje a través del girador, cuando se introduce una sinusoide en él, es una sinusoide. La caída de voltaje se reduce a medida que disminuye la frecuencia de la sinusoide.

He medido todas las resistencias con un DMM, y resisten dentro de \ $ 1 \ $%. Son de la variedad de película de carbono ordinaria (creo que esa es la variedad normal, en cualquier caso ...).

Revisé las etiquetas de los capacitores para asegurarme de que estén en buen estado (dos \ $ 103 \ $ s y uno \ $ 104 \ $). Tienen pistas más bien cortas, pero he comprobado cada una con una sinusoide para asegurarme de que estén bien conectadas con el protoboard. Se ven como manchas de cosas azules pegadas en sus cables; Creo que eso podría significar una película de metal, pero no estoy seguro.

He probado estos valores en una simulación, donde producen oscilaciones muy bien. Puedo asumir que una caída de \ $ 0.6 \ $ V o \ $ 0.7 \ $ V a través de los diodos; no parece ser sensible a esta cantidad en particular.

Muchas gracias por cualquier idea que tenga aquí; Estaré más que feliz de proporcionar cualquier información que pueda encontrar útil. No puedo volver al circuito durante aproximadamente 16 horas (desde el momento de la publicación), con dormir y asistir a clases y todo, pero después de eso puedo realizar tantas pruebas en el circuito como desee. Tengo acceso a ( I creo) DMM y osciloscopios de alta calidad, así como a una gran variedad de componentes.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

A continuación hay algunas fotos de mi circuito físico. El primero es una vista global de todo el asunto, el siguiente es un primer plano del diodo Chua, el siguiente girador, y el último en la sección central con los condensadores \ $ k \ $ y \ $ c \ $, y la resistencia \ $ r \ $. Tenga en cuenta que el op-amp en el diodo Chua apunta hacia abajo, mientras que el op-amp en el girador apunta hacia arriba.

Los cables rojos indican común, los verdes indican alto voltaje y los amarillos indican bajo voltaje. Los cables marrones se utilizan para hacer conexiones dentro del circuito, y los cables blancos son puntos de prueba fáciles para el osciloscopio. Los colores confusos se deben a que los cables precortados más largos en el laboratorio de enseñanza en el que estoy trabajando son de color verde y amarillo por alguna razón, y los cables de alta y baja tensión deben llegar a más lugares que los cables de tierra.

    
pregunta Jordan

2 respuestas

2

Construí el oscilador de Chua hace un tiempo e hice las siguientes experiencias que te ayudarán:

Hay variantes de circuitos de diferente complejidad
En publicaciones sobre el circuito de Chua puedes encontrar bastantes esquemas con las siguientes variaciones:

  • El diodo de Chua:

    • variante 1A: superposición de dos resitancias negativas (realizada por dos OpAmps). Uno de ellos entró en saturación antes, formando así la torsión típica en el diagrama I-vs-V.
    • variante 1B: superposición de una resistencia negativa (realizada por un OpAmp) y dos resistencias positivas que se establecen en un cierto + V kink y -V kink . Las resistencias positivas que se establecen en un voltaje dado se realizan mediante resistencias ordinarias, cada una en serie con un diodo conectado a + V y -V respectivamente.
  • Circuito LC:

    • variante 2A: L y C ordinarios con un valor L bastante grande de casi 20 mH.
    • variante 2B: C ordinaria y L. simulada. El gran valor de L se simula mediante un girador (realizado con un OpAmp) con otro capacitor.

Su circuito utiliza una L simulada (variante 2B). Para mantener la complejidad baja en su (primer) intento, intente usar la variante 1B para el diodo de Chua y la variante 2A para la L, es decir, solo necesita una OpAmp en total. Si funciona de esa manera, puedes probar las otras variantes reemplazando una a la vez.

Los valores de los componentes en los esquemas de varias publicaciones son notablemente similares
Esa es una indicación de que el circuito funciona (oscila) solo en un rango muy estrecho de condiciones de operación. En su (primer) intento, use los mismos valores de los componentes que se han utilizado en un circuito de trabajo comprobado. Una vez que lo haga funcionar, puede hacer experimentos con otros valores.

Puedes hacer simulaciones para comprobar si funciona con la inductancia que tienes
Es bastante fácil simular el circuito con Spice. Esto por ejemplo Es el oscilograma simulado del circuito a continuación:

LaslíneasazulyverderepresentanvoltajesenlosnodosalaizquierdayderechadeR2.

Circuitodeejemplosimple
EsteeselcircuitoqueconstruíyquefuncionóbiencomosimulacióndeSpiceytambiénenlarealidad.Lomantuvelomássimpleposibleypudeusarunainductanciarealconunvalorbastantepequeño(4mH;sesalvódelcircuitodeunalámparadeahorrodeenergíarota;laresistenciade5Ωenserierepresentasuresistenciainterna).p>

Sugierousarestecircuitocomopuntodepartida.

Ver y escuchar
Puede ver y escuchar este circuito exacto aquí .

    
respondido por el Curd
0

Agregué un capacitor \ $ 0.033 \ $ \ $ \ mu \ $ F en serie con \ $ k \ $, y ahora está oscilando.

Agregaré más detalles cuando tenga más tiempo.

Lo esencial es que ejecuté toneladas de simulaciones y descubrí que la solución dependía fuertemente de \ $ k \ $.

Bien, no importa; Me he dado cuenta de que simplemente conecté mal la cosa cuando la instalé, por lo que he vuelto a no funcionar. . . ayuda apreciada

Entonces, lo que antes de eso hizo que oscilara era que \ $ k \ $ estaba en circuito abierto. Simulé esto poniendo una \ $ 1 \ $ nF en serie con \ $ k \ $, y reanudó las oscilaciones. Además, para ciertos valores muy específicos de \ $ r \ $ y \ $ t \ $, hará una cosa de doble desplazamiento. Estoy revisando toda mi basura para ver si esta es una solución totalmente diferente de la que buscaba, o si mi simulador o habilidades de construcción de circuitos han fallado.

    
respondido por el Jordan

Lea otras preguntas en las etiquetas