marco88 Inserito: 27 agosto 2014 Segnala Inserito: 27 agosto 2014 Ciao a tutti, devo progettare un oscillatore a ponte di wien con frequenza di 1khz. Attuamlmente sto solo facendo delle simulazioni con orcad e pspice e bene o male non ho avuto problemi. Il circuito che ho fatto è questo quello che ottengo invece è questo, e mi va benissimo Il circuito sembra funzionare. L'aiuto che vi chiedo è capire come calcolare analiticamente a priori l'ampiezza della sinusoide in uscita. il circuito oscilla alla frequenza 1/2piRC con R=R3=R4 e C=C1=C2 e si stabilizza quando R2=2R1 per il criterio di barkhausen. Per assicurarsi che l'uguaglianza delle resistenze sia rispettata, si progetta R2>2R1 in modo tale da avere un oscillazione in uscita divergente e si mette in serie ad R1 il Jfet per fare in modo di aumentare la resistenza tra l'ingresso - e la massa quando è necessario affinché venga rispettata l'uguaglianza. Il jfet viene pilotato con la stessa Vout raddrizzata (semionda negativa) con il diodo e filtrata da C3. Ho inserito il partitore R5-R6 in modo tale da poter regolare l'ampiezza facendo in modo di far arrivare una porzione della tensione negativa raddrizzata sul gate. In pratica piu è piccola la frazione di tensione che mandiamo sul gate piu l'ampiezza dell'onda deve essere alta. Viste le simulazioni sembra tutto funzionare, il fatto è che non riesco a prevedere tramite i calcoli quanto sarà l'ampiezza della sinusoide. inizialmente avevo agito cosi: 10k è maggiore di 2*4700 di 600ohm quindi pensavo che bastasse far raggiungere il valore di 600 ohm al jfet per avere l'equilibrio. Se il jfet si comporta come un resistore, la Vds è molto piccola e quindi possiamo considerare la conduttanza Gds dipendente solo dalla Vgs. Ho usato la seguente formula: Gds= (2*Idss*(Vgs -vp)) / (vp^2) ho fatto sostituito Gds = 1/600S e calcolato Vgs = -1.19V utilizzando Idss=4mA e vp=-2.25V. Ho usato la minima Idss perchè nel datasheet è stata calcolata con Vds=15V mentre della Vp ho fatto la media. Nella simulazione ottengo Vgs circa 750mV che sarebbe il 63% di quella ricavata analiticamente e penso sia uno scarto troppo eccessivo. Cosa sbaglio?? Ho provato ad analizzare la model spice del Fet per vedere se combaciano i dati con quelli del datasheet ed ho trovato questo: * *PHILIPS SEMICONDUCTORS Version: 1.0 *Filename: 2N5485.PRM Date: feb 1993 * .MODEL 2N5485/PLP NJF + VTO = -2.2776E+000 + BETA = 1.16245E-003 + LAMBDA = 1.74427E-002 + RD = 5.28684E+000 + RS = 5.28684E+000 + IS = 1.71027E-016 + CGS = 2.68000E-012 + CGD = 2.28000E-012 + PB = 1.02676E+000 + FC = 5.00000E-001 *Parameter with default value: FC * la Vto dovrebbe essere la Vp e va bene. Non riesco a capire se Is è la Idss ma mi sembra troppo piccola, addirittura dell'ordine dei 10^-16 posso verificare l'ampiezza tramite un analisi sui poli del sistema?
fisica Inserita: 28 agosto 2014 Segnala Inserita: 28 agosto 2014 ciao Non riesco a capire se Is è la Idss ma mi sembra troppo piccola, addirittura dell'ordine dei 10^-16 considera un refuso, oppure che quel valore sia riferito alla corrente di gate. Non sono in grado di darti una risposta al quesito, ma mi scappa di dire qualche cosa. Anche se si tratta di un progetto teorico e non destinato ad un prodotto, converrebbe forse pensare a componenti attivi che non siano obsoleti da venti anni. Inoltre ho imparato (ed e' scritto nelle righette microscopiche di pochissimi datasheets) che se cacci all'uscita di un operazionale una capacità rilevante, e' sempre opportuno se possibile, inserire in serie all'uscita dell' OPAMP una resistenza di qualche decina di ohm, fino anche a cento. Questo evita che l'operazionale possa soffrire di instabilità.
Livio Orsini Inserita: 28 agosto 2014 Segnala Inserita: 28 agosto 2014 che se cacci all'uscita di un operazionale una capacità rilevante, e' sempre opportuno... Prendere un 741 con guadahno unitario, caricarlo con 0.47 µF o più, eccitarlo con onda quadra di 5Vpp o maggiore avente periodo pari a 1ms, osservere l'uscita all'oscilloscopio. La forma d'onda in uscita sarà costituita da oscillazioni smorzate (mica tanto) sovrapposte ai livelli orizzontali dell'onda quadra.
marco88 Inserita: 28 agosto 2014 Autore Segnala Inserita: 28 agosto 2014 Oggi sono andato in laboratorio all'università ed ho visualizzato l'uscita con l'oscilloscopio. Il circuito funziona bene, ovviamente al posto di R5 ed R6 ho messo un potenziometro da 100k. e l'ho alimentato con +-15v La minima ampiezza ( con R5=100k e R6=0) è stata di 5Vpp mentre la tensione sul gate misurava 480mVpp e valore medio 10mV Ruotando il pot l'ampiezza aumentava mentre la tensione sul gate restava costante sia come valori che come forma d'onda. Superato il valore massimo in cui si aveva circa 22Vpp sull'out , la forma d'onda iniziava a distorcersi ed abbassarsi notevolmente la tensione sul gate diventando infine nulla in accordo con (R5=0 e R6=100k) I risultati sperimentali sono diversi da quelli della simulazione e comunque anche la tensione sul gate risulta parecchio differente di quella che ho calcolato io
fisica Inserita: 28 agosto 2014 Segnala Inserita: 28 agosto 2014 (modificato) Superato il valore massimo in cui si aveva circa 22Vpp sull'out , la forma d'onda iniziava a distorcersi Se invece di un operazionale di 45 anni fa avessi usato un componente un po' meno anziano, avresti superato questo problema, infatti le ultime (?) generazioni di operazionali sono anche del tipo rail-to-rail, permettendo di sfruttare al meglio la corsa offerta dall'alimentazione. Quei vecchi, solidi catorci invece non avevano questa caratteristica, e la max tensione di swing era limitata dalla circuiteria interna, appunto a circa 1-1,5V meno della tensione di alimentazione. mentre la tensione sul gate misurava 480mVpp e valore medio 10mV questi dati mi sono un po' oscuri I risultati sperimentali sono diversi da quelli della simulazione mah, stai studiando una materia in particolare? dovrebbe essere chiaro che la qualita' di drogaggio delle giunzioni sposta la realta' delle cose da wafer a wafer di produzione. Mentre per un tubo termoionico le caratteristiche sono primariamente dettate da regole meccaniche ed elettriche, e quindi si considerano molto ripetibili all'interno di una enorme fascia di campioni, per un dispositivo al silicio esse sono dipendenti dal drogaggio, e il modello spice indica valori di progetto, o anche medi, ma soggetti comunque a variazioni fortissime legate alla temperatura della giunzione e appunto, al drogaggio. Nella progettazione e' quindi d'obbligo considerare i worst cases, in quanto i parametri possono variare anche fino al 100 o al 200%. Per questo esistono le serie selezionate. credo...... Modificato: 28 agosto 2014 da fisica
marco88 Inserita: 29 agosto 2014 Autore Segnala Inserita: 29 agosto 2014 Scusate ho sbagliato... ci vogliono 300 ohm non 600 ohm 2*(R1 +Rj) = R2 quindi avremo (R2)/2 - R1 = Rj = 5000 - 4700 = 300 adesso mi tornano i conti
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