¿Cómo simular un oscilador de cristal de 2 MHz con LTSpice?

Las dos fuentes de voltaje que tiene para los rieles opamp deben ser fuentes de CC.

Utilice el tipo de análisis transitorio.

Los osciladores a menudo causan problemas para un simulador. Dos posibilidades. Cuando realizan el paso de resolución de CC inicial, no convergen, ya que el punto sobre un oscilador es que es inestable. O en el mundo real, el oscilador comienza a emitir ruido, y un simulador ideal no hace ruido, por lo que no hay nada para iniciar la oscilación.

Puede solucionar estos dos problemas configurando las condiciones de 'voltaje inicial' para uno o más condensadores o nodos. Esto puede romper el circuito de retroalimentación de un circuito inestable y dar una patada a uno que necesita ser iniciado. Utilice la directiva .ic. C1 y C2 serían los candidatos ideales para esta intervención.

C1 y C2 se ven muy grandes para un oscilador de 2 MHz, ¿estás seguro de que tienes los valores correctos?

Primero lee la respuesta de Neil_UK y luego esto.

Un desafío adicional para simular un Crystal (o un modelo del mismo) es que un Crystal tiene un Q muy alto o un factor de calidad .

Esto significa que se necesitan muchos ciclos para cambiar la cantidad de energía en el circuito de resonancia del cristal. Esto significa que es muy poco práctico simular un oscilador de este tipo en una simulación transitoria (tiempo), ya que tomará mucho tiempo alcanzar un estado estable, ya que los cambios de amplitud tardan mucho tiempo (muchos ciclos de 2 MHz).

Antes de que incluso puedas pensar en simular un oscilador de cristal y obtener resultados significativos, te recomiendo que adquieras experiencia utilizando primero los osciladores que no son de cristal.

Para simular un oscilador correctamente, debes saber cómo determinar si tiene suficiente sintonía. Con un oscilador de cristal puede ser fácilmente engañado por la alta Q porque cuando excita el cristal, parece que sigue oscilando en la simulación, mientras que en la práctica la oscilación desaparecerá.

Intentaré mantener esto simple: -

• Con RL igual a 100 kohm y C2 igual a 100 nF, crea un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte igual a 159 Hz.
• A 1.59 kHz, la atenuación es de 20 dB y a 15.9 kHz, la atenuación es de 40 dB (es decir, aumenta a 20 dB por década en frecuencia).
• A 159 kHz, la atenuación será de 60 dB y a 1.59 MHz la atenuación será de 80 dB.

Entonces, a 2 MHz, la atenuación será un poco más de 80 dB. ¿Cómo puede esperar que este circuito oscile cuando la ganancia (formada por RF y R1) es solo diez? Piensa en lo que estás haciendo aquí.

Pero empeora porque, para la resonancia en serie (eso es lo que este diseño intenta emular), existe un nivel adicional de atenuación causado por CS y C1. Tanto CS como C1 forman la rama capacitiva de un circuito en serie sintonizado pero dado que CS es solo 0.0122pF y C1 es 10 nF, hay una atenuación adicional de 820,000 o 118 dB en C1.

Espero que te des cuenta ahora que RL, C1 y C2 son valores totalmente inapropiados. Si, como dice en un comentario, que su libro dio estos valores, debería comprar unas gafas de lectura o tirar el libro.

  

¿Alguien me puede guiar sobre qué funciones debo elegir para el voltaje?   fuente?

Las únicas fuentes de voltaje que puedo ver son los suministros de CC al LT1001 y, a 15 voltios, parecen adecuados, pero ahora que estamos discutiendo el amplificador operacional, eche un vistazo a la hoja de datos y verá que tiene un producto de ancho de banda de ganancia (GBP) de típicamente 0.8 MHz. Esto significa que el amplificador operacional se queda sin vapor y no puede proporcionar amplificación de voltaje a una frecuencia superior a 800 kHz.

En otras palabras, el amplificador operacional es totalmente inadecuado para funcionar como un oscilador Pierce a 2 MHz.

Entonces, elija un amplificador operacional con un GBP mayor que (digamos) 50 MHz, haga que RL sea más como 100 ohmios (no 100 kohms), y haga que C1 y C2 sean más como 10 pF (pico farads) y podría trabajo.