Generador de seno - Bubba Oscillator

Ha creado un modelo ideal (OPAMP de ancho de banda infinito, voltaje de salida infinito, etc.) que es condicionalmente estable y amp; ejecutado

mira tu eje y, ha alcanzado 1.5x \ $ 10 ^ {59} \ $ ¡ENORME! Esto es lo que está causando una excepción ... su resolución se ha agotado para representar este "oscilador" inestable

SIseusaunOPAMPmáscercanoalarealidad(+-15V,ganancialimitadaa100,000)secomporta

Si oscila, puedes ver que lo hace en el lado derecho de la trama. Si hace zoom en el lado izquierdo, también debería ver la oscilación, pero a una amplitud mucho menor.

Su idea errónea proviene del hecho de que primero debe comprender la teoría de operación de los osciladores .

Sugiero leer sobre el criterio de estabilidad de Barkhausen .

Esto indica que un oscilador oscila cuando la negociación en bucle es más que 1 .

Para el oscilador Bubba este es el caso.

Sin embargo, cuando la diferencia entre los intervalos sea superior a 1, la amplitud de la oscilación aumentará y seguirá aumentando.

Usted ha usado opamps ideales (sospecho) y eso significa que la amplitud de la oscilación aumentará y seguirá aumentando. Eso es lo que muestra tu trama.

En el artículo sobre el oscilador Bubba, el autor usa los opamps reales . Estas unidades ópticas no pueden generar voltajes infinitos, por lo que a un cierto voltaje su voltaje de salida será inferior al que esperaría idealmente . Y eso significa que el bucle se vuelve más pequeño. Un oscilador de este tipo con oposiciones reales estabilizará su amplitud de señal en el punto en el que la negociación en bucle es precisamente una .

Y eso dará como resultado una amplitud estable.

Entonces, la solución a su problema es: use (modelos de) opamps menos ideales.

Ha comenzado a oscilar. La amplitud crece exponencialmente. La simulación se detiene cuando alguna corriente, voltaje o variable interna alcanza el límite del rango numérico disponible.

Tome un par de diodos Zener conectados en serie que tengan los ánodos uno contra el otro. Inserte ese circuito limitador en paralelo con uno de los condensadores. La amplitud ya no crece hasta el infinito.

Esta no es una buena solución si necesita una onda sinusoidal de baja distorsión. Un buen oscilador de onda sinusoidal analógico tiene un circuito de control especialmente diseñado que verifica la amplitud de salida y reduce la ganancia hasta que la amplitud de salida es la deseada. El controlador busca la ganancia correcta continuamente pero tiene una inercia adecuada que evita la distorsión de los impulsos sinusoidales. En teoría del control lo llaman controlador PI. Necesita un componente controlado por voltaje que tenga ganancia, atenuación o resistencia variable. He visto en circuitos prácticos incluso una resistencia NTC utilizada aquí.

En Simulink puede tomar un rectificador, alimentarlo desde su onda sinusoidal, bombear su salida a un integrador RC constante de tiempo prolongado y reemplazar uno de sus seguidores de voltaje con un circuito que normalmente gana = 1, pero reduce la ganancia por una pendiente pronunciada. pendiente tan pronto como el voltaje en el integrador RC exceda un cierto límite.

Lamentablemente, no he encontrado Matlab ni Simulink, solo he tenido que ver con imitaciones de bajo costo, pero funciona allí.

Sólo para agregar otra publicación sobre esto. Aquí hay un circuito que realmente debería funcionar, usando un quad LT1631 y un solo riel de fuente de alimentación:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

La frecuencia de salida debe estar cerca de aproximadamente \ $ \ frac {1} {2 \ pi RC} \ $ o cerca de \ $ 15.9 \: \ textrm {kHz} \ $ para los valores dados de \ $ R = 1 \ : \ textrm {k} \ Omega \ $ y \ $ C = 10 \: \ textrm {nF} \ $ mostrados en el esquema anterior.

Aquí está la salida de LTSpice:

Debería poder replicar resultados similares en su propio simulador.

(Para un acuerdo más económico, pruebe el dispositivo de paquete cuádruple TI LMV324IPWR, en su lugar)