iniciando la oscilación en el oscilador sinusoidal

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Aquí hay un digram simplificado de un oscilador de onda sinusoidal (parte de la disposición del oscilador de Colpits) que hace hincapié en el circuito LC. Me estoy concentrando en el evento en T = 0 seg. Al principio, el inductor L2 actuaría como corto y C3 y C4 se cargarían hasta el mismo potencial. Y aquí está mi pregunta, si los condensadores C3 y C4 se cargan hasta el mismo potencial, entonces cómo descargan a través de la tierra a través del inductor L2.

Supongo que no, y déjame dar un paso adelante. Supongamos que el voltaje en C3 se devuelve a la base de BJT (no se muestra en el diagrama). En ese caso, la corriente del colector aumentaría, por lo tanto, el voltaje en C4 disminuiría, y solo entonces el proceso de descarga se inicia a través del inductor cuando C3 mantiene su potencial de arranque. Por lo tanto, ¿puedo afirmar que la retroalimentación es necesaria incluso para iniciar el proceso de descarga a través del inductor?

¿El razonamiento mío anterior es correcto?

    
pregunta sad-heart

4 respuestas

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Cuando se enciende la alimentación, el voltaje aumenta de 0 V a 1 V, sin embargo, un inductor no permite que la corriente cambie instantáneamente. No es un circuito corto, sino abierto al principio, la corriente a través de L1 solo puede aumentar lentamente.

Una imagen vale más que mil palabras:

  1. C4 está cargado
  2. L1 comienza a conducir
  3. L1 está extrayendo la corriente de C4
  4. C3 está completamente cargado, la corriente en L1 se invierte
  5. C3 se descarga y C4 vuelve a cargar

Esta es una vista del dominio del tiempo, que es fácil de entender. Sin embargo, los dominios de frecuencia y el espacio de estado pueden ser más adecuados para hacer análisis matemáticos, mira otras respuestas para eso.

    
respondido por el Christian
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Hay dos (tal vez al menos dos) tipos de oscilador. Los osciladores como este, que son básicamente amplificadores lineales envueltos alrededor de un circuito selectivo de frecuencia, y los osciladores de relajación, que pasan la mayor parte de su tiempo en un modo no lineal, generalmente cargando o descargando un capacitor. Cuando se diseña un oscilador de relajación, es apropiado determinar cómo funciona la puesta en marcha, observando voltajes y corrientes alrededor de los componentes que determinan la frecuencia.

Para este tipo de oscilador lineal, generalmente no es útil mirar el circuito selectivo de frecuencia (a menudo llamado el circuito del 'tanque') para descubrir qué está sucediendo durante el arranque. Cualquier resonancia en esos componentes es parte de la ganancia del bucle, y para eso necesita el estado estable.

En la vida real (a diferencia de la simulación), hay dos formas en que un oscilador como este puede comenzar. Hay una manera rápida, a través de cualquier transitorio de encendido. Si eso no funciona, entonces hay una manera lenta, a través de la amplificación del ruido del circuito.

En la simulación, a menudo ninguno de los métodos funciona. El solucionador de CC inicial a menudo funciona "demasiado bien" y no deja ningún problema para comenzar. Si no está modelando el ruido y pocas personas se molestan en hacerlo, entonces tampoco habrá ruido para amplificar. Para iniciar un oscilador como este en la simulación, generalmente es necesario configurar 'condiciones iniciales' en uno de los componentes del tanque para crear un transitorio, o la inyección de un pulso después de t0.

Todas las rutas de inicio requieren que el circuito tenga más que ganancia de unidad (la ganancia de unidad no solo es imposible de lograr, sino que también daría un inicio infinitamente largo), a una cierta frecuencia determinada por el circuito del tanque. Si es menos de uno, incluso un transitorio inicial se extinguirá, por lo que se necesita ganancia > 1 para la acumulación de oscilaciones.

A medida que la señal se acumula, eventualmente cuando es lo suficientemente grande, debido al corte del transistor ($) por parte del ciclo, la ganancia average caerá a la unidad y la amplitud de la oscilación dejará de aumentar. . También puede obtener retroalimentación de control de ganancia, pero no siempre vale la pena la complicación.

($) Lo que la mayoría de las personas se equivoca es limitar la oscilación con la saturación del transistor en lugar del corte, la diferencia es la forma en que el transistor está polarizado. Con la limitación de saturación, la frecuencia es mucho más susceptible a las variaciones del riel (lo que también significa conversión de ruido del riel a ruido de fase) y a la temperatura, y el dispositivo tiene una impedancia baja que quita el tanque, en lugar de una impedancia alta que no lo hace.

    
respondido por el Neil_UK
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Consideremos 2 escenarios para las constantes de tiempo de polarización de DC.

  • a) R1C4 lento = T1 > > 1 / f donde f es la resonancia de LC
  • b) Rápido R1C4 = T1 < < 1 / f

a) Lento

El voltaje de CC aumenta lentamente y la corriente a través de R1 es una rampa bastante lineal, lo que significa que la corriente de carga de CC supera con creces la corriente de CA que resuena en el bucle LC. La corriente de bucle de CA, Ipp es igual al Idc inicial = V / R1. Ok?

b) Rápido

La primera tapa C4 se carga rápidamente con una corriente derivada de la tensión de paso que se parece a un pico estrecho y la corriente CA nuevamente comienza como en la corriente DC inicial V / R1, pero la T menor también reduce la Q del paralelo Circuito resonante tal que se humedece muy rápidamente.

Si L aumentara significativamente (1H) para aumentar la Q, casi no habría corriente de CA en el 1er Cap C4 y toda la corriente de CA fluye a través de bucle externo de R1 L2 C3 V +

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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¿Qué consideras como T = 0? Asumiré que cuando conectes V2. Aquí está el transitorio inicial:

En t = 0 + todas las tensiones de los condensadores y la corriente del inductor son cero. La corriente del inductor (rojo) finalmente se asentará en cero. El voltaje del capacitor eventualmente se eleva para suministrar voltaje de 1v. Al final de esta serie de 10 uS, el voltaje del condensador aumentó a aproximadamente 47 mV debido a la constante de tiempo RC de 200 microsegundos (C3 + C4 están en paralelo para la constante de tiempo de carga). Pero tenga en cuenta que los dos voltajes de los condensadores a la frecuencia de resonancia se oponen por igual.

    
respondido por el glen_geek

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