Simulări şi discuţii teoretice pentru schema de ,,oscilator universal,,

[gas2 dan]

@VAX , in Circuit Maker (sau cine cunoaste LTSpice) se pot edita caracteristicile unui transistor ?
Ma gandea la un test cu un npn fara capacitati interne. Sper sa nu spun o prostie.

[Mircea]

1 hour ago, gas2 dan said:

Am pus trei. Nimic. Mai pun ?

E constant curentul?

[gas2 dan]

Am testat cu 1 , 3 si 4 diode serie.
Acelasi curent. Aprox. 5,6 mA.

LE:

@Thunderer, tu vrei sa spui ca am reusit sa simulez un generator de curent constant legat la un LC ? :)
Plec acum. Dar chiar sunt curios.
O seara buna.

Editat Iulie 2, 2020 de gas2 dan

[VAX]

Acum 52 minute, gas2 dan a spus:

@VAX , in Circuit Maker (sau cine cunoaste LTSpice) se pot edita caracteristicile unui transistor ?
Ma gandea la un test cu un npn fara capacitati interne. Sper sa nu spun o prostie.

 

Se pot edita, dar este o prostie sa elimini din model capacitatile interne.

Circuit Maker are suficiente tipuri de tranzistoare in biblioteca de componente, cu care poti sa simulezi circuitele obisnuite. La BF256 au gresit valoarea capacitatii dintre poarta si sursa (au pus virgula aiurea), in loc de 4 pF (aproximativ) au pus 40 pF. Este bine sa te uiti la ce parametri sunt in model. Apesi pe butonul Edit.

 

 

[VAX]

Am modificat schema astfel incat sa functioneze mai bine. Tranzistoarele sunt polarizate la curent suficient de mare astfel incat sa mearga bine la RF (Ic Q1 = 5,4 mA, Ic Q2 = 3 mA).

 

 

R3 si C2 defazeaza semnalul pe bucla astfel incat sa se asigure reactia pozitiva in RF. R6 si C3 sunteaza in RF rezistorul de sarcina R2, pentru reglarea reactiei in RF. Daca R6 se reduce, scade si amplificarea. Grupul respectiv poate fi eliminat, daca montajul functioneaza bine fara el (se lasa loc pe cablaj, pentru eventuala utilizare).

Q1 este bine sa fie cu beta mare, pentru ca la tranzistoarele cu beta mare dependenta Ube functie de Uce este mai mare. Si sa aiba Ccb cat mai mica (un BF...).

Avantajul acestui tip de oscilator este dat de influenta mica a tranzistorului Q1 asupra frecventei de oscilatie. Trebuie ca amplitudinea oscilatiilor sa fie astfel incat Q1 sa nu ajunga la saturatie. Se regleaza din C2.

 

 

 

Editat Iulie 2, 2020 de VAX

[VAX]

Am simplificat schema oscilatorului "ciudat". Rolul lui C2 este preluat de capacitatea jonctiunii baza-emitor a tranzistorului Q2. Defazajul optim pe bucla se determina prin modificarea rezistorului R3. Se fac ajustarile prin intermediul unui osciloscop. Trebuie ca oscilatia din colectorul lui Q1 sa nu aiba amplitudinea prea mare (se modifica din R3), astfel incat Q1 sa nu ajunga in saturatie. Tensiunea RF din baza lui Q1 trebuie sa fie cat mai aproape de sinusoida (se lucreaza la semnal mic, in regim liniar).

Semnalul se extrage cu etaj separator din emitorul lui Q1. Are nivel mic (sub 500 mVvv).

 

 

Rp este introdusa pe schema pentru simularea pierderilor in bobina, nu exista in montajul real.

 

Avantajul acestui oscilator este cuplajul extrem de slab cu tranzistorul Q2 (prin capacitatea de colector, care poate fi sub 2 pF la tranzistoarele de RF). Frecventa de oscilatie depinde practic doar de L si C. Merge bine pe frecventa fixa, sau pe un domeniu redus de variatie a frecventei (pentru care se stabileste valoarea optima a rezistorului R3).

Probabil sa se pot imagina si alte cofiguratii de oscilatoare de tipul asta, care sa aiba reactia pozitiva mai putin dependenta de frecventa.

 

 

 

 

 

[franzm]

Sursa de curent cu doua tranzistoare, fiind circuit cu reactie negativa, poate oscila si fara circuit acordat. Remediul în cazul asta este tocmai acel rezistor R3 din schema de mai înainte (sute de ohmi). Capacitatea baza-colector al lui Q2 realizeaza compensarea în frecventa de tip Miller (apare multiplicata în paralel cu joctiunea baza-emitor) dar fara R3 nu se realizeaza defazajul necesar.

[VAX]

La schema initiala oscileaza si fara R3. Nici eu nu sunt lamurit suta la suta cum apare rezistenta dinamica negativa in colectorul lui Q1. Ar trebui vazute tensiunile (defazajele) in mai multe puncte din circuit. Teoretic o crestere a tensiunii in colectorul lui Q1 duce la o mica crestere a tensiunii si in emitor (prin rezistenta echivatenta Rce), care duce la cresterea curentului prin Q2 si la scaderea tensiunii in baza lui Q1, respectiv la cresterea tensiunii in colectorul lui Q1. Nu stiu cat de mult  influenteaza functionarea si transferul semnalului prin capacitatea colector-baza a lui Q1.

[Vizitator]

Oscilatorul initial, doar celula cu 2 x 2907 si 33k in emitoare. Osc chinezesc de 10MHz, 200mV/div si zeroul pe mijloc.

EDIT:

EDIT2: initial am avut un cond de 470pF. Am pus unul de 330nF dar nu mai oscila cu 15k si am mai pus in paralel 3,4k. Daca anterior este o limitare de aprox 600mV acum se duce lejer la 0,7V. 

 

Editat Iulie 4, 2020 de Vizitator

[VAX]

Cum era initial nu limiteaza sinusoida ? Puneti poza. Pe simulator asa da, ca taie varfurile sinusoidei. Cat este curentul de emitor prin Q3 ?

 

Pe oscilograma la V=20V se vede o usoara limitare (rotunjire) a varfurilor sinusoidei.

Editat Iulie 4, 2020 de VAX

[VAX]

@Franzm

 

Aveti aici oscilogramele in diverse puncte ale circuitului.

 

Tensiunea in colectorul lui Q1.

 

Tensiunea in baza lui Q1.

 

 

Se observa ca practic cele doua tensiuni sunt in cvadratura (uitati-va la cele doua cursoare - A si B)

 

Tensiunea in emitorul lui Q1.

 

 

Ic Q1.

 

 

Tensiunea in baza lui Q2.

 

Ic Q2.

 

 

Trebuie setata reactia (din R3) cu putin peste pragul de intrare in oscilatie, astfel incat circuitul sa nu intre in zona de functionare puternic neliniara, unde simulatorul da erori mari.

 

 

Introducerea rezistorului R4 liniarizeaza functionarea tranzistorului Q2.

Editat Iulie 4, 2020 de VAX

[VAX]

Tinand seama de faptul ca tensiunea pe colectorul lui Q1 (pe circuitul oscilant) nu oscileaza in faza cu curentul de colector, cum ar fi normal la frecventa de rezonanta, incepusem sa cred ca oscitatiile se produc pe bucla R-C independent de circuitul oscilant (cum a sugerat @franzm ) si ca pe LC apar de fapt oscilatii fortate. Ca sa verific ipoteza asta am micsorat rezistorul de amortizare Rp pana la 1 kohm si oscilatiile au disparut. Daca erau doar oscilatii R-C trebuia sa apara oscilatia pe LC si la valori mici ale lui Rp.

Trebuie vazut practic cum se comporta circuitul respectiv. Pe mine nu ma intereseaza in mod deosebit, sa incerce cine este curios din fire.

[VAX]

@miticamy

 

Sa mariti viteza de baleiaj la osciloscop, astfel incat pe ecran sa apara o oscilograma completa. Atunci se vede cel mai bine rotunjirea (limitarea) varfurilor sinusoidei.

Problema grava este data de scaderea frecventei de oscilatie sub cea de rezonanta, deci cu semnal limitat (adica cu armonice) nu se masoara exact frecventa de rezonanta a circuitului LC. Sa masurati cu frecventmetru numeric frecventa oscilatiilor generate, sa constatati ca frecventa scade atunci cand limitarea este mai puternica (cand cresteti tensiunea de alimentarea a oscilatorului).

[gas2 dan]

In LTSpice asa arata FFT cu schema initiala, doar 33k in baza, 100 in emitor si LC 1uH + 50pF.
In Circuit Maker nu am inteles cum pot face FFT.
In grafic = 17.7 Mhz
Din calcule LC = 22.5 Mhz
Diferenta este data de capacitatile tranzistorilor?

 

Editat Iulie 5, 2020 de gas2 dan

[Vizitator]

Nu stiu de unde ai 17,7MHz, mie dupa grafic imi da aprox. 20,2MHz.

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

Editat Iulie 5, 2020 de Vizitator