¿Inicia un opamp para oscilar?

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He estado creando muchas variaciones diferentes de los osciladores de amplificador operacional, pero me he encontrado con un problema recurrente que se ha manifestado nuevamente en este esquema de VCO:

Encuentroquealencendermifuentedealimentación,obtengosalidadeformadeondaduranteaproximadamentemediosegundoyluegouncorteinstantáneo.Utilicéunpotenciómetrocomodivisordevoltajeyparecefuncionar.(Encenderyapagarnuevamentelaalimentaciónyescuchareltonodelaonda).Corrolosdiversoscircuitosdesdeunafuentede+/-12VconunaterceraconexiónatierrayheintentadousarlasunidadesdeoperaciónTL072yTL082,perosinéxito.

Elproblema:Cuandoconstruyocircuitosdeosciladoresdeamplificadoroperacional(apartedelososciladoresdedisparodeSchmittquefuncionanperfectamentecadavez)encuentroquenecesitanser"iniciados" para comenzar a oscilar, consistentemente se producen problemas en los que al girar la frecuencia demasiado alta de forma permanente "apaga el oscilador", el oscilador baja lentamente en el tono solo para detener la salida por completo y los problemas mencionados anteriormente.

La pregunta: ¿Existe un vínculo / problema común con los circuitos del amplificador operacional que causa estos problemas? Cuando se simulan, todos los circuitos emiten la forma de onda correcta y, al mismo tiempo, parecen totalmente inoperables cuando se construyen. ¿Por qué un oscilador de amplificador operacional Schmitt funciona perfectamente cada vez que otro no lo hace? ¿En qué confían otros osciladores (por ejemplo, un triángulo / oscilador de sierra) que un oscilador de relajación de onda cuadrada simple no?

    
pregunta NBoss

3 respuestas

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Tu principal problema es el NPN Vce (sat). Aunque estará cerca de 0 V si el control V está más cerca de 0, la frecuencia se reduce y se detiene

Este tema se ha discutido muchas veces en este foro, pero ofrezco nuevas mejoras. Issues:

Suministro único

Vout debe ser < < 0.5V a NPN, de lo contrario, agregue 1K a través de Vbe o use cualquier NFET.

El nivel de la señal puede aumentarse reduciendo la relación de retroalimentación positiva de 2: 1 a 1:10

  • por ejemplo Rf / Rin + = 1M: 100k con 1M a Vcc / 2 o 2M pullup y 2M desplegable.
    Esto produce una oscilación de 10 V en una sola fuente de 15 V centrada en Vcc / 2.

Suministro dividido.

Vout no debe exceder Reverse Vbe max de -5V. Es mejor usar un NFET aquí.

  • cambiar + 5V Vref a 0V para simetría

Las dos configuraciones anteriores

  • En todos los casos, Vcontrol utilizando Vbe ref a gnd se convierte en Vcc * 2 menos la altura máxima o Vcm max.

  • Si el voltaje de control = 0V, dejará de oscilar, lo que no es difícil de evitar, examine el voltaje de compensación de entrada.

  • use cualquier NFET en lugar de un NPN

  • Victor plantea un buen punto con los diodos de entrada, pero las resistencias de entrada Vin + limitan la corriente de entrada, por lo que está bien para LM358, porque estamos operando a 0 ganancia al recortar como un comparador. De lo contrario, las entradas diferenciales de CMOS OpAmps se pueden mantener al mínimo con las entradas R de la serie 100k y agregar diodos de protección.

  • Agregar una serie de 100K para equilibrar la entrada Z y compensar el voltaje para una mejor simetría de la corriente de polarización de entrada.

respondido por el Tony EE rocketscientist
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La mayoría de OpAmps no deben utilizarse como comparadores porque muchos tienen 'Diodos de pinza' utilizados para protección en sus etapas de entrada, lo que puede convertirse en un problema en este caso de uso, hay algunas excepciones como LM358 y el siempre popular ua741 , mientras que los amplificadores operacionales como TL072 sí los tienen ( puede indicar que su hoja de datos especifica la Corriente de la abrazadera ), pero tenga en cuenta que los fabricantes no suelen estar en siempre especificando esto.

TambiénpuedepensarenunSchmitt-Triggercomoun'CircuitoOpAmpespecializado'que,enelmejordeloscasos,notendría'ClampDiodes'enlaentrada.Puedeconsultarunademisotrasrespuestasdondeentroenmuchosmásdetallessobre cómo se ha diseñado el Schmitt-Trigger con un OpAmp .

Otracosaatenerencuentaesquelososciladoresdependendeuna'Gananciadebuclecerrado'delsistema,ymientrasqueunOpAmpidealtieneuna'Gananciadebuclecerrado'constanteparainfinitosamplificadoresoperacionalesreales,noa porque están limitados por el 'Open Loop Gain' , podría ser el caso de que esté utilizando un OpAmp ideal en sus simulaciones, o el modelo podría o no ser completamente exacto.

Finalmente,esprobablequeamedidaqueaumentelafrecuencia, la 'Ganancia de bucle cerrado' se convierta en menos de uno, momento en el que tendrás un "Oscilador de humedad" , lo que hará que la oscilación se apague eventualmente.

Siquieresmásdetalles:

respondido por el Victor S
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Ese circuito en particular debe estar completamente libre de problemas, en la simulación o en la vida real. Es solo un integrador y disparador de Schmitt.

Sin embargo, parece que ha sustituido un amplificador operacional diferente, uno que no es "suministro único". Dependiendo de la oscilación de salida y del rango del modo común de entrada, podría ser poco confiable.

También necesita el V + / 2, que puede crearse dividiendo el 51K en un divisor de dos resistencias de 100K.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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