stabilizace amplitudy RC oscilátoru

[Wallander]

Zdravím, řeším zrovna projekt, kde mám navrhnout R6 a R5 v bloku stabilizace amplitudy RC oscilátoru s progresivním příčkovým RC zpětnovazebním článkem. Není mi jasné jak stabilizace v tomto zapojení se dvěma diodama vůbec pracuje, poradí někdo?. Pochopil jsem, že R5 a R6 zároveň určují zesílení OZ, které mi pro splnění amplitudové podmínky vychází 27,1. Díky za pomoc

[EKKAR]

No a když napětí na výstupu OZ naroste natolik, že se otevřou ty diody = při použití Si diod se na ně dostane napětí vyšší než cca 650mV, tak se otevřou a zkratujou ten R6, respektive udělají ze sebe něco jako bočník k němu. No a jak se změní poměr odporů sério-paralelního spojení (R6 II Rin diody) + R5 vůči R4, tak se rozhodí zesílení operáku = mělo by poklesnout. Dynamicky se takový zapojení ustálí tak, že výstupní rozkmit na operáku se ustálí na takový hodnotě, při který se diody právě otevírají...

[EKKAR]

No a když napětí na výstupu OZ naroste natolik, že se otevřou ty diody = při použití Si diod se na ně dostane napětí vyšší než cca 650mV, tak se otevřou a zkratujou ten R6, respektive udělají ze sebe něco jako bočník k němu. No a jak se změní poměr odporů sério-paralelního spojení (R6 II Rin diody) + R5 vůči R4, tak se rozhodí zesílení operáku = mělo by poklesnout. Dynamicky se takový zapojení ustálí tak, že výstupní rozkmit na operáku se ustálí na takový hodnotě, při který se diody právě otevírají...

[Milan]

Funguje to úplně jednoduše ,i když asi čistá sinusovka z toho nepoleze .
RC členy jsou zapojeny tak,že každý otáčí fázi asi o 60° na kmitočtu,kde to bude kmitat ,3x60=180 tudíž kladná zpětná vazba. Obvod regulace je záporná zpětná vazba. Pro výpočet ( který ti rád přenechám,neb mě bolí oči z čumění do obrazovky), si jakoby přeruš spoj v bodě R3,R4,C3 a spočítej si náhradní impedanci a přenos těch článků na kmitočtu ,kde tu fázi otočí o těch 180° .No a pak už můžeš počítat jako u klasického operáku se zápornou zpětnou vazbou součet odporů R5+R6 tak,aby celkový přenos ve smyčce byl 1. Diody způsobují to,že jakmile stoupne amplituda výst.napětí na odporu R6 nad otvírací napětí diody (měly by být stejné,jinak bude každá půlvlna jiná),dioda se přiotevře,jakoby se zmenší R6,klesne zesílení ve smyčce,zmenší se amplituda... a tak furt dokola,až se to někde ustálí ( pokud se to ovšem s nějakým lepším operákem parazitně nerozkmitá někde na vf). Takže máš-li spočten součet odporů R5+R6,je to vlastně dělič ( na - vstupu operáku je virtuální nula)a podle požadovaného výst.napětí a známého otvíracího napětí diod ( cca 0,6-0.7 V) si ten dělič rozpočítáš. Nezapomeň na to,že výstupní napětí OZ závisí u reálného na napájecím napětí, takže když budeš třeba OZ napájet z +- 5V, nebude moci být amplituda větší než tak +- 3,5V ,raději méně,abys z toho neměl obdélníky (mimo ty OZ,které to umí až do napájení dotáhnout).

[Wallander]

Díky za odpovědi. zkoušel jsem to v orcadu simulovat a vyskyt se problém.
Oscilátor jsem rozkmital, frekvence kmitů je 12,9kHz. Když ale analyzuju jen zpětnovazební člen zatížený R4, tak mi vyjde, že otáčí fázy o 180 na frekvenci 14.5Khz. V zadání stojí, že R4 představuje vstupní odpor zesilovače. Přikládám schema , jak simuluju zpětnovazební RC článek. Kde dělám chybu? Díky za pomoc

[Milan]

Kde děláš chybu v zadání a simulaci v Orcadu nevím ,ale zajdi za panem učitelem či tím,kdo stvořil to schema ,ať ti vysvětlí, jak se u operačního zesilovače dostane dovnitř do futrálku a připojí tam někam ten odpor R5 viz tvoje první schema ,má-li R4 představovat jakýsi vstupní odpor ( u OZ ?????). Vyjasni si tedy nejdříve funkci,schema a hodnoty a pak něco simuluj,abys věděl,co vlastně děláš.
Jinak logicky,pokud jsi simuloval druhé schema,díky těm 70k na zem se změní posuv a tedy i frekvence.

[Bernard]

[Bernard]

[Milan]

Možná ti pro pochopení pomůže následující obrázek,kde je obvod překreslen do snad pochopitelné podoby.Diody můžeš zatím vynechat.
Vlevo od čárkované čáry jsou ty tři rc články napájené zdrojem U2 totožným s výst. napětím OZ. Vpravo je pak klasický invertující zesilovač s OZ. Pokud dokážeš v orcadu simulovat zdroj na levé straně jako zdroj
totožného napětí jako je na výstupu OZ,můžeš si s tím hrát. Pokud ne, budeš muset počítat,ale nevím,jak jsi na tom s komplexními čísly atd. Nebo si přenosovou funkci článků najdi na internetu,zesílení zesilovače s OZ máš v obrázku. Ještě k tomu odporu R4 - jde o pojmy - vstupní odpor zesilovače s OZ v invertujícím zapojení je skutečně roven R4 ,vstupní odpor operačního zesilovače je pojem značně pochybný,záleží na zapojení OZ a jeho vlastnostech,udává se spíše vstupní proud, proudová a napěťová nesymetrie vstupů apod.
V každém případě bude mít odpor R4 vliv přenosovou funkci ,tj.jak na amplitudovou,tak na fázovou charakteristiku. Pokud bys chtěl jeho vliv eliminovat a zjednodušit si i výpočet, stačí zařadit před R4 ještě jeden zesilovač s OZ v neinvertujícím zapojení ( vlastně "sledovač"),který má vst.odpor teoreticky nekonečný a výst.odpor nulový.

[Wallander]

Díky Milane. Vyřešil jsem to tím napětovým sledovačem, takže jsem mohl analyzovat čistě zpětnovazební článek a nyní už frekvence oscilace a z toho plynoucí zesílení IOZ sedí dle očekávání. Díky chlapy.