¿Alguien sabe qué tipo de oscilador es este y cómo funciona?
¿Alguien sabe qué tipo de oscilador es este y cómo funciona?
El circuito como se muestra es un intento de hacer un oscilador de Colpitts estabilizado con amplitide.
El oscilador, Q1, opera en modo base común a una frecuencia de funcionamiento de poco más de 200 kHz.
OA1 es simplemente un amplificador con una ganancia de aproximadamente 101, es decir, aproximadamente 40dB, pero con un filtro de paso bajo (10k en paralelo con 680pF en la retroalimentación) con un corte de aproximadamente 23.4kHz, por lo que a 200kHz tendrá una ganancia de aproximadamente 20dB debido a la reducción de paso bajo de 20dB / década.
A una ganancia de 20 dB, este amplificador tiene un ancho de banda de aproximadamente 900 kHz, pero si la frecuencia de corte del filtro de paso bajo se aumentara para intentar extender la ganancia de baja frecuencia de 40 dB a 200 kHz, entonces el ancho de banda del amplificador se limita a alrededor de 90kHz. Por lo tanto, con este amplificador no es posible un ancho de banda de 200 kHz con una ganancia de 40 dB.
OA2 es un amplificador inversor con una ganancia de 5.6 (22k / 3.9k) pero tiene un filtro de paso alto con un corte de aproximadamente 186kHz en la entrada debido a 220 pF en serie con 3.9k.
Esta etapa también tiene un filtro de paso bajo de aproximadamente 220kHz debido a los 33pF en paralelo con 22k en la retroalimentación.
Esta etapa parece ser un intento de crear un filtro de paso de banda de 200 kHz por alguna razón. El problema es que si la frecuencia del oscilador se alejara de 200 kHz, la amplitud de salida de esta etapa se reduciría debido al filtrado de paso de banda, por lo que el circuito de estabilización de amplitud vería una reducción en el nivel de la señal y, por lo tanto, aumentaría la amplitud de la señal. A menos que este sea un comportamiento requerido por la aplicación original, esto por supuesto elimina el propósito de la estabilización de amplitud.
OA3 es un detector de picos negativos de precisión bastante convencional con una resistencia de purga dependiente de la señal (R5). R5 detiene la salida opamp que golpea el riel de suministro negativo cuando la entrada está por debajo del voltaje en C4, pero también crea una vía de fuga para descargar C4 en las mismas condiciones. La cantidad de carga extraída del C4 varía con el nivel de la señal porque el voltaje en la entrada inversora OA3 sigue a la entrada no inversora. Sin embargo, es posible que con R5 = 100k el ancho de banda del amplificador se reduzca tanto que no pueda realizar esta acción del seguidor lo suficientemente rápido para que no funcione como se esperaba. Esto tendría que ser cuidadosamente modelado y simulado utilizando los propios proveedores o un modelo alternativo bien diseñado para el OP275 para ver qué sucede realmente.
No está claro cuál es el propósito de D2.
OA4 es solo un amplificador de CC y un cambiador de nivel con una ganancia total de aproximadamente 13. Tiene una constante de tiempo muy larga debido a los 1.5uF en paralelo con 432k.
La idea es que la salida del oscilador esté en búfer, amplificada y luego detectada por el detector de picos de precisión. La salida de CC suavizada del detector de AM luego fuerza el voltaje en el extremo OA4 de R13 hacia arriba para reducir la corriente a través de Q1 a medida que aumenta la amplitud de oscilación, reduciendo así la ganancia de Q1 para reducir la amplitud nuevamente. Si la amplitud disminuye, la salida del detector de AM aumenta hacia el voltaje del riel medio (medio vcc), moviendo el voltaje en el extremo OA4 de R13 hacia la tierra y aumentando así la corriente del emisor de Q1 para aumentar la amplitud.
El circuito debe alcanzar el equilibrio y así estabilizar la amplitud. La estabilización debe ser en gran medida independiente de la temperatura porque el rectificador de precisión elimina la caída dependiente de la temperatura de D1.
Sin embargo, dadas todas las "características" del diseño, no está claro si realmente funcionará según lo previsto.
De hecho, Micek informa que el circuito no parece funcionar.
No está claro por qué la estabilización de amplitud o la ruta de AGC tiene tanta ganancia. La estabilización de amplitud se puede lograr con la ganancia de unidad en este camino. El oscilador es muy sensible a la corriente del emisor que, de hecho, proporciona suficiente ganancia para que el bucle AGC brinde una estabilización de amplitud altamente efectiva.
El original se puede modificar para simplificarlo y corregir las deficiencias descritas anteriormente.
Se ha simulado completamente una versión modificada y se ha demostrado que proporciona una estabilización de amplitud razonable en un rango de temperatura de -20 ° C a + 70 ° C.
Las modificaciones son en gran medida para reducir la totalidad de la ruta AGC a la ganancia unitaria y para mantener una respuesta de frecuencia plana muy por encima de 200 kHz.
Tenga en cuenta que las modificaciones se implementan de tal manera que preserven el circuito original básico (para evitar un rediseño de PCB, etc.). De hecho, se puede lograr un rendimiento comparable con un circuito mucho más simple.
Una copia del circuito original (no intentado en la simulación) y una simulación de trabajo del circuito simplificado se pueden encontrar en el sitio gratuito, en línea EasyEDA.com suite de herramientas aquí:
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