Análisis del circuito del oscilador LC

Q1 y Q2 en realidad están acoplados en cruz porque cada transistor tiene su colector conectado a la base del transistor opuesto. Esto puede verse como una forma de oscilador de dinatrón porque R1 se comporta como una fuente de corriente constante. Cuando la eficiencia es más preocupante, se usa un estrangulador para R1. Si voltea el circuito al revés y vuelve a dibujar con transistores PNP, entonces todo estará claro para usted.

Debe haber un límite en el inductor y la frecuencia esperada es predecible. C1 es solo un límite de derivación y no determina la frecuencia de osc. Normalmente, la salida se toma de la unión del colector Q1, la base Q2 y L1. Tomar la salida de donde se toma dará menos salida y mucha distorsión del segundo armónico. Este punto de salida poco ortodoxo puede ser útil si va a seguir un duplicador de frecuencia.

Este es un intento de editar la respuesta anterior de @Autistic, ya que es una gran revelación, pero en realidad no muestra los esquemas. No quiero dibujar en la respuesta de @ Autistic. Pero me alegro si alguien roba y corrige mi dibujo y lo pone.

Para mí, los puntos que me abrieron los ojos fueron:

1. "Q1 y Q2 en realidad están acoplados en cruz porque cada transistor tiene su colector conectado a la base del transistor opuesto".
2. "Debe haber un límite en el inductor y la frecuencia esperada es predecible. C1 es solo un límite de derivación y no determina la frecuencia del oscilador".
3. "Normalmente, la salida se toma de la unión del colector Q1, la base Q2 y L1".

Así que allí, dibujé esto:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Lo que he tratado de lograr con mi dibujo es mostrar la simetría. Pero puede que no sea correcto porque no sé qué quiso decir exactamente @Autistic con la declaración 2. en la lista de resumen anterior, dónde va exactamente ese otro condensador.

Si el CircuitLab fuera más poderoso con las conexiones de redireccionamiento mientras movemos los componentes, podría mejorar esto más como voltear horizontalmente todo el esquema para que la fuente de voltaje esté a la izquierda.

En la misma idea que Gunther Schadow propongo la siguiente presentación de un esquema similar.

C1 es irrelevante para la operación de este circuito ya que está en paralelo con una fuente de energía de cero ohmios. Podría eliminar C1 y no haría ninguna diferencia en el rendimiento del circuito, al menos eso es cierto en teoría. En la práctica, ninguna fuente de alimentación tiene una impedancia de salida cero, por lo tanto, un límite de 50 nF en paralelo absorberá la perturbación de voltaje de alta frecuencia de esa fuente.

C3 C4 son la representación de la capacitancia de entrada para Q3 Q4. (los valores son solo aproximados)
C2 representa la capacitancia de salida para Q3 Q4. Dado que tanto la base como el colector están conectados solo en 2 nodos, parece que ambas capacitancias de salida están en paralelo, por lo que se convierten en 1 capacitor. Y, dado que C3 C4 están en serie, pueden verse como 1 capacitor entre ambas bases. Entonces, en esencia, (C3 serie C4) en paralelo con C2 = 1 solo capacitor. Luego terminamos con 1 solo capacitor en paralelo con L2, creando un tanque LC. Debido a que tanto Q3 como Q4 están montados como un multivibrador unido a este tanque LC, todos los elementos están presentes para iniciar una oscilación.

R1 se reemplaza por R1 R2. Solo para visualizar mejor que, a pesar de los vínculos de la fuente de alimentación, este circuito puede oscilar libremente. En cuanto a la CC, la corriente de alimentación del suministro llega tanto a los colectores como a las bases por igual, ya que L2 es cero ohmios para la corriente CC. En cuanto a CC, es como si tuviéramos ambos transistores en paralelo completo Base1 conectado a Base2, lo mismo para emisores y colectores. Además, tanto las bases como los colectores están conectados entre sí. Lo que significa que la corriente continua fluye por igual a través de ambos transistores (teóricamente).

Dado que la capacitancia de salida de los transistores está sujeta a una impedancia no lineal (efecto de diodo intrínseco del transistor desde la base hasta el emisor), el tanque LC se ve perturbado por la curva de voltaje de corriente no lineal creada. Más suministro de voltaje crea más corriente base, por lo tanto, las capacitancias parásitas se cargan y descargan más rápido, creando un cambio en la frecuencia de oscilación. Cuanto más actual, mayor es la frecuencia, de acuerdo con el resultado del laboratorio (al menos así es como lo veo, pero tal vez esto puede ser una explicación un poco no científica)

En primer lugar, ayuda si incluye un enlace a la fuente . De acuerdo con eso, Q1 actúa como un amplificador de base común y Q2 actúa como un amplificador de colector común.

En este circuito, C1 está conectado directamente a la fuente de 5 V CC, lo que significa que siempre está a 5 V. En realidad, no tiene ninguna influencia en el circuito. En la vida real, probablemente sea un condensador de derivación. En la simulación, puede eliminarlo sin cambiar el comportamiento.

Intenté simularlo en PartSim, pero el comportamiento es bastante extraño. Al principio, Q1 se enciende y Q2 permanece apagado. La corriente del inductor (y por lo tanto la corriente del colector Q1) es cero. La unión base-emisor de Q1 actúa como un diodo, permitiendo que la corriente fluya desde V1 a la resistencia. VCE es casi cero, por lo que el voltaje del inductor es igual a la caída del diodo BE.

La corriente del inductor aumenta a una tasa constante. Al mismo tiempo, la corriente base cae cuando Q1 comienza a actuar menos como un diodo y más como un seguidor de emisor. Su suma (la corriente de la resistencia) es constante. Alrededor de una cuarta parte del ciclo, la corriente base se vuelve negativa. (!!)

Después de un tiempo, Q1 se apaga. La polaridad del voltaje del inductor cambia, elevando el voltaje del nodo medio por encima de V1. Las uniones BC y BE en Q2 tienen polarización directa, BE produce la corriente de R1 y BC transporta el resto de la corriente del inductor. Con un voltaje constante a través de él (la caída del diodo BC), la corriente del inductor cae a una tasa constante y finalmente se vuelve negativa. (!!) Eventualmente, Q2 se apaga y Q1 se enciende, reiniciando el ciclo. La salida es una onda cuadrada fija con una amplitud de aproximadamente 600 mV.

Las formas de onda actuales para los dos transistores se ven bastante similares, por lo que soy escéptico con respecto a la descripción de la fuente. La explicación del oscilador de acoplamiento cruzado de Autistic suena mucho más cercana, pero a su circuito le faltan los condensadores, solo tiene un inductor y el colector de Q2 está conectado a tierra de CA. Compara esto, por ejemplo:

No entiendo por qué la corriente del inductor comienza a fluir a través de la unión CB de Q1, o por qué el voltaje del inductor/BC Q2 permanece constante incluso después de que la corriente del inductor se invierte. ¿Quizás la capacitancia de la unión juega un papel, de alguna manera? De todos modos, parece oscilar. Tal vez alguien más pueda resolver esto. Aquí está mi simulación transitoria que muestra el inicio y un ciclo completo.

Azul claro = voltaje del colector Q1

Negro = voltaje de salida

Verde claro = corriente de colector Q1

Naranja = corriente de colector Q2

Púrpura = corriente base Q1

Rojo = corriente base Q2

Amarillo = corriente R1

Verde oscuro = corriente del inductor (en el pin superior)