Der Dreieck-Quadrat-Oszillator des Operationsverstärkers schwingt im Simulator nicht

7

Alle meine Theorie sagt mir, dass dies schwingen sollte und ich eine Dreieckswelle bei und eine Quadratwelle bei Aber diese Knoten kommen alle vollständig auf Null. $V_a$ $V_b$

Ich verstehe nicht, was ich falsch gemacht habe. Könnte mich bitte jemand in die richtige Richtung weisen?

operational-amplifier oscillator simulation

— Supernova
quelle

Vielleicht möchten Sie erklären, warum Sie denken, dass diese oszillieren sollten, damit man den Unterschied zwischen dem und dem, was tatsächlich passiert, entdecken kann.

— PlasmaHH

2

C ist winzig. Versuchen Sie es mit 121 nf oder stellen Sie sicher, dass Sie einen SEHR schnellen Opamp verwenden.

— Brian Drummond

Es stimmt, ich habe auch 121,95 nf ausprobiert, aber es macht immer noch nichts. Die Opamp-Modelle sind ideal, so dass sie ohnehin unendlich viel Schwung haben. Und als Reaktion auf @PlasmaHH, weil es den Kondensator basierend auf dem Strom am Ausgang von U1 bis R auflädt, der die entgegengesetzte Polarität zu seiner Anfangsspannung aufweist. Wenn er also bei Va auf Null trifft oder Null passiert, sollte der Ausgang entgegengesetzt schwingen und entsprechend schwingen.

— Supernovah

1

Ich frage mich, ob dies auf die Perfektion der Simulation zurückzuführen ist - normalerweise gibt es beim Einschalten eine kleine Offset-Spannung, die von U1 entweder an einem + oder - V am Ausgang übersetzt wird, um das Ganze zu starten. Nur aus Neugier, was passieren würde, wenn Sie dem invertierenden Eingang des Integrators (U2) einen 10-M-Widerstand von der + V-Versorgung hinzufügen würden.

— JIm Dearden

@ Supernovah: Damit dies geschieht, müssen Sie mit einem nichtidealen

— Opamp

9

Diese Schaltung hat einen stabilen Betriebspunkt für einen Ausgang von Null Volt. Dies passiert häufig bei Oszillatoren. Eine übliche Technik besteht darin, entweder einen Stromimpuls in einen Knoten unter Verwendung einer stückweise linearen Stromquelle zu injizieren oder einen Anfangszustand zu erzwingen, der sich von Null unterscheidet.

Zum Beispiel hinzufügen .IC V(Vb) = 1

— Mario
quelle

FALSCH. Das U1 hat einen bipolaren Ausgang, also einen Gleichstromversatz an U2 (1. Ampere), der dann integriert wird, bis der Nulldurchgang am Ausgang erreicht ist, der die Mittelpunktsreferenz zwischen Rechteckwelle ist, die Vcc zu V singt (wenn die Simulation den Frequenzgang nicht abrollt, ist dies immer der Fall ASTABLE nicht DC stabil bei 0V) auch RC-Integrationszeit haben Open-Loop-Gain-Breakpoint-Gain> 1, um Bedingungen für Loop-Gain> 1 Oszillation zu erfüllen

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

3

Nein, es ist genau so, wie ich es geschrieben habe. Die Schaltung hat eine triviale Gleichstromlösung mit allen Signalknoten bei Null Volt. Daher sind Maßnahmen erforderlich, um den Stromkreis aus diesem Zustand zu bewegen.

— Mario

Vb kann per Definition niemals 0 V sein, da Vin (diff) <> 0 also nicht linear, also gesättigt ist, also wird U2 immer integriert, es sei denn, der Simulator hat 0 Eingangsoffset (ideal)

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Selbst 1 Picovolt Eingangsoffset ist eine ausreichende Ausgangsbedingung für die Schwingung

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

4

Ich würde es nicht als Fehler bezeichnen. High-End-Simulatoren würden das gleiche Ergebnis zeigen, tatsächlich ist dies ein Zeichen für eine hohe Genauigkeit, zumindest für komplexere Schaltungen. Ihre Modelle oder Einstellungen sind jedoch möglicherweise etwas unausgeglichen, oder Sie haben einen "cleveren" Löser, der triviale Lösungen verwirft.

— Mario

3

Ihr Simulator findet einen stabilen, aber unrealistischen Punkt. Sie müssen es versuchen, um die Dinge in Gang zu bringen. Sie können den Kondensator mit einer Anfangsbedingung versehen oder einen Knoten auf etwas anderes als 0 setzen. Sie sagen nicht, welchen Operationsverstärker Sie verwenden. Brian hat Recht, dass Sie einen sehr schnellen Opamp benötigen, damit dies funktioniert. Ihr Zeitschritt kann auch ein Problem sein. Ihr Oszillator hat eine Periode von ungefähr 0,2 us, daher sollte Ihr Schritt geringer sein.

— owg60
quelle

2

Ich denke, das Problem Ihres Entspannungsgenerators ist auch kein fehlender "Kick", keine andere Starthilfe. Es ist einfach die begrenzte Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers, die den gewünschten Betrieb nicht zulässt. Die Integrator-Zeitkonstante ist ca. Nur 180 ns. Nur um die Schaltung zu testen - versuchen Sie, den Kondensator um den Faktor 1000 zu erhöhen und prüfen Sie, ob er funktioniert.

Ein solcher Relaxationsgenerator benötigt überhaupt keine Starthilfe (unter der Annahme realer Opamp-Modelle und endlicher Stromversorgungen), da der Integrator bei t = 0 mit dem Hochfahren beginnt.

Darüber hinaus funktionieren diese Oszillatoren nicht für ideale Operationsverstärker (VCVS), da der Operationsverstärker mit pos. Rückkopplung muss in der Lage sein, auf eine endliche Spannung zu "springen". Daher ist ein reales Modell mit festen Versorgungsgrenzen erforderlich.

— LvW
quelle

2

Dies startet von selbst und scheint ziemlich gut zu funktionieren: (Beachten Sie den relativ schnellen Opamp mit stabiler Einheitsverstärkung)

— EM-Felder
quelle

EM Fields habe ich die Simulation für feste Versorgungsspannungen (+ -5V und + -15V) wiederholt. Die Schwingung begann sofort (ohne die Versorgungsspannungen zu erhöhen). Für eine + -5V-Versorgung betrug die Frequenz 1,9 MHz. Für + -15 V betrug die Frequenz jedoch nur 1,7 MHz. Diese Frequenzreduzierung ist auf die begrenzte Anstiegsgeschwindigkeit der LT1208-Einheit zurückzuführen.

— LvW

@LvW: 1. Bei jedem Netzteil kann die Übergangszeit von AUS nach EIN nicht infinitesimal sein. Daher ist das Hochfahren des Netzteils insofern zufällig, als es nicht als Forcierungsfunktion angewendet wird, sondern als Folge des Zulassens der Simulator, um die Versorgung ab Null Volt einzuschalten und die reale Welt genauer zu simulieren inhärente Qualität eines Multivibrators, aber ich erkenne, was für mich eine herablassende Haltung zu sein scheint, die von Ihrem Lager ausgeht. Liege ich falsch?

— EM Fields

EM Fields - Ich stimme Teil 1 Ihres Kommentars zu. Ich muss jedoch zugeben, dass ich nicht verstehen kann, wie Sie zu dem Schluss kommen können, der im letzten Teil Ihrer Antwort niedergeschrieben ist. Ich denke, mein Kommentar enthält nur technische Ergebnisse - sonst nichts. Wie könnten solche Informationen ein Hinweis auf eine herablassende Haltung sein? Ich kann es nicht verstehen. Es war meine einzige Absicht, Ihre Simulationsergebnisse zu ergänzen, da Sie die Schwingungsfrequenz nicht erwähnt haben.

— LvW

EM Fields - Ich möchte Folgendes hinzufügen: Mein erster Kommentar war in erster Linie dem Fragesteller (Supernova) gewidmet. Daher wäre es besser gewesen, diesen Kommentar an Supernova als an Sie zu richten. Vielleicht hat dies Ihr Missverständnis verursacht?

— LvW

@LvW: Vielleicht war "herablassend" zu stark und ich hätte stattdessen "bevormunden" verwenden sollen. Wenn das stimmt, entschuldige ich mich. Der Punkt, den ich anstrebte, war, dass die Verwendung von zwei schnellen Operationsverstärkern in der Schaltung sie zum Leben erwecken würde, was ich bewies. Sie haben es dann auf sich genommen, den rohen Operationsverstärker wegen seines Versagens, eine konstante Frequenz aufrechtzuerhalten, wenn sich seine Versorgungsspannung ändert, herabzusetzen, obwohl, wie Sie wissen sollten, dieses Kunststück unmöglich zu überwinden ist. Alles, was ich bisher sehe, ist Selbstverherrlichung.

— EM Fields