¿Por qué la retroalimentación de los osciladores op-amp está conectada a una entrada inversora en lugar de una entrada positiva?

Este circuito está obteniendo retroalimentación positiva en la entrada inversora, porque la red de retroalimentación agrega 180 grados de desplazamiento de fase a una cierta frecuencia.

Simulé la red de retroalimentación con algunos valores arbitrarios. Puede ver que la fase de la red de realimentación es 0 en todas las frecuencias, excepto en la frecuencia de oscilación.

Esto significa que a esa frecuencia (en mi sim ~ 191 MHz) la retroalimentación se invierte antes de volver al amplificador. Normalmente, si la entrada del amplificador operacional fuera un seno de 191 MHz, la salida se invertiría (desplazamiento de fase de 180 grados) y se agregaría de nuevo a la entrada, esto es retroalimentación negativa. Dado que la red de retroalimentación agrega OTROS 180 grados de cambio de fase (360 grados en total), el seno que se está agregando está en fase, lo que resulta en una retroalimentación positiva.

Haciendo esto lo más simple posible, al oscilar un extremo del inductor aumentará el voltaje mientras que el otro extremo caerá. La corriente en el inductor carga una tapa positivamente mientras que carga la otra negativamente. A medida que esas cargas se acumulan, la corriente cae en el inductor hasta que se invierte y todo se repite en la otra dirección. El resultado resultante en las corrientes es lo que hace que todo parezca con su frecuencia de diseño.

Dado que, como mencioné anteriormente, la polaridad del voltaje se invierte a través del inductor, el amplificador operacional debe estar conectado como un inversor, es decir, utilizando retroalimentación negativa como se muestra.

Nota: Dado un estímulo inicial, el circuito sonará a la frecuencia de oscilación por sí mismo, sin amplificador operacional en el circuito, hasta que se desintegre debido a las pérdidas. El amplificador operacional supera esas pérdidas y mantiene el sonido de la cosa mientras se aplique la potencia.

En un circuito de amplificador inversor típico, tiene razón en que la salida de retroalimentación a la entrada negativa sería una forma de retroalimentación negativa. La diferencia aquí radica en el circuito resonante LC que está presente. En tal disposición paralela, los condensadores y el inductor crean un cambio de fase de 180 ° en la señal.

Esto significa que si comienza aplicando una entrada de 0 ° en el lado negativo, la disposición del amplificador operacional del inversor producirá una salida desplazada (invertida) de 180 °. Esta salida se desplaza en otro 180 ° por el circuito LC, y terminas con 360 ° o efectivamente, 0 ° nuevamente. Esta señal se agrega de manera constructiva con la señal de entrada, y usted tiene una respuesta positiva.

La respuesta de Trevor explica un poco más sobre cómo funciona específicamente el circuito. Espero que esto ayude, saludos.

Cualquier oscilador Colpitts usa dos condensadores y un inductor Y otro componente pasivo adicional: una resistencia. Puede parecer extraño que lo mencione, pero con un perfecto amplificador operacional que maneja C1 (según el diagrama de su circuito), no obtiene un cambio de fase de 180 grados entre los dos condensadores y el inductor. Aquí está la idea general: -

Así que ahora, la salida del amplificador operacional es adicionalmente desplazada en fase por R3 y C1 (en mi circuito) algunos grados y, esto asegura que la red de realimentación selectiva de frecuencia pueda producir un cambio de fase de 180 grados con facilidad.

Su circuito no muestra esto, por lo que puede estar preguntándose cómo puede funcionar el suyo: los amplificadores operacionales no son perfectos y, a una frecuencia alta arbitraria, habrá un retraso en el amplificador operacional y eso será equivalente a unos pocos grados cambio de fase. Esto garantiza que el cambio de fase de L y C2 (máximo de 180 grados a frecuencia infinita) se pueda usar con el cambio de fase adicional de R3 y C1.

Si construyó el circuito, tal vez quiera poner una resistencia adicional en el circuito e inicialmente elija un valor de 10 ohmios. Si obtiene una onda sinusoidal demasiado distorsionada, intente aumentarla pero, prepárese, la calidad del seno no es tan buena. de un oscilador de colpitos básico porque no hay nada que se ocupe de garantizar la estabilidad de ganancia / amplitud. No obstante, es un circuito bastante útil y, a pesar de la gran cantidad de información que existe sobre cómo funcionan, casi ninguno menciona la resistencia adicional o el retardo en el que incurre el amplificador operacional para hacer que oscile.

"Las oscilaciones sinusoidales sostenidas son posibles gracias a la retroalimentación positiva o regenerativa. ¿Es correcto?"

No siempre. La oscilación sostenida se produce cuando se cumple el criterio de estabilidad de Barkhausen, y uno de los criterios es que el desplazamiento de fase total a través del amplificador y su bucle de realimentación es de 0 grados, o 360, o 720, etc. 180 grados en el bucle de realimentación y 180 grados en el amplificador. La parte del amplificador se cumple mediante el uso de un circuito de ganancia inversor.

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