Diseño de oscilador de cambio de fase RC
electricidad
Estoy tratando de construir un circuito RC de cambio de fase como se muestra a continuación. Quiero que la frecuencia de salida sea de 100Khz con una entrada de 5V y quiero poder bajar la frecuencia de salida a medida que bajo el voltaje de entrada. Hasta ahora, he investigado los osciladores de cambio de fase RC y he usado las siguientes ecuaciones para determinar mis valores límite.
Verifiqué que el punto de polarización de CC del transistor estuviera funcionando, pero por alguna razón las oscilaciones no aparecen. A continuación se muestra mi circuito construido en LT Spice. ¿Algún consejo que me ayude a lograr un oscilador de cambio de fase RC variable?
Respuestas (1)
analogsystemsrf
La resistencia de entrada del bipolar es beta * reac, donde reac es 1/g. A Ic = 1mA, reac = 26 ohmios. A 0,5 mA, reacción = 52 ohmios.
Su transistor funciona a aproximadamente 2 mA, por lo que la reacción es de 13 ohmios.
Escalado por beta, que produce Rin (en CC) de 100 * 13 = 1300 ohmios.
Lo cual en paralelo con los 100K finales......... produce problemas de desfase y atenuación.
Además, la capacitancia de entrada se establece mediante la multiplicación de Miller.
Ese Cin es (1 + ganancia). La ganancia es de aproximadamente 1Kohm Rcollector / 1/gm
o 1000 / 13 == 80X.
Con bipolares típicos que tienen Cob de 10pF, el Cin es 800pF, nada apropiado para un cambiador de fase de 3 etapas con 7pF.
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Para reducir la capacitancia de entrada (para reducir la Multiplicación de Miller), introduzca un segundo bipolar encima del primero; polarice esa base a +1 voltio, y omita esa base (nueva) con 0.1uF porque a 100,000Hz, ¿el Cob de 10pF? moverá fácilmente esa base hacia arriba y hacia abajo. Este (segundo transistor) se llama Cascoding.
Para mejorar el Rin, use las ideas sugeridas en los comentarios, insertando una resistencia de 10KOhm en el Emisor a Tierra. Para trabajar con las resistencias de cambio de fase de 100,000 ohmios, necesita 1Megohm??? y eso requiere beta * 100K = 1Meg. Este alto valor de Re requiere repensar todos los sesgos.
Además, el Cin de 20pF del transistor original (reducido de 800pF, ya que la cascada ayuda mucho) sigue siendo un problema importante. 1pF a 1GHz es -j159 ohmios; 1pF a 1MHz es -j159 000 ohmios; 20pF a 100 000 Hz es -j80 000 ohmios, por lo que incluso con cascada, el Cin alterará el cambio de fase requerido.
Reduzca en gran medida la fase R y aumente en gran medida la fase C.
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