El oscilador de anillo de 1 Hz no funciona

Inspirándome en este proyecto , construí un oscilador en anillo que emite una señal de 1 Hz.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Usando su fórmula, decidí usar 1K para R1 y R2 y 558 uF para C1. Usé un inversor CMOS CD4069UB que tiene un voltaje de suministro de 3-18 V. Usé una entrada de 12 V, un límite de 560 uF y resistencias de 1 K.

El problema que tengo es que en lugar de obtener una señal de salida de ~12 V, 1 Hz, obtengo una señal de salida de ~100 mV, 100 Hz. Parece que no puedo entender cuál es el problema. Puede ser solo el chip?

Edición 1: construcción física

ingrese la descripción de la imagen aquí

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Qué tipo de condensador se utiliza?
¿Ha medido la capacitancia real del capacitor, así como su corriente de fuga?
La fuerza de la unidad de salida del 4069 es terrible. Lo más probable es que no pueda controlar sus resistencias de 1k correctamente porque no puede generar suficiente corriente. Aumente la resistencia de R1 y R2 a 100k y use un límite de 5.6 µF en su lugar, luego díganos si eso cambió algo.
Con 2 x 100k y 5uF, la simulación da ~ 1Hz. Probado con 74AC04. No olvide el condensador de desacoplamiento de 1uF entre los pines de la fuente de alimentación.
Lo mismo con CD4069UB
Usé una resistencia de 80K y un límite de 22 uF y obtengo una salida de -600-600mV a 60 Hz. @ Antonio51 ¿cuál es la amplitud de su salida?
¿Podría mostrarnos una imagen de la construcción física del circuito?
@JonathanS. Hecho
Absolutamente necesita condensadores de derivación en su riel de suministro con este circuito. Agregue al menos una tapa de cerámica de 100 nF en todo el chip. Además, no puede usar un capacitor polarizado en este circuito. Haga las resistencias más grandes y use una tapa de cerámica o película en su lugar.
@JonathanS. He agregado una tapa de desacoplamiento de 4.7 uF. Cambié el capacitor polarizado con un límite de 4.7 uF. Estoy usando resistencias de 100 K. Según la ecuación, debería obtener ~ 1 pero nada. Acabo de verificar y obtengo la misma salida en los 6 inversores.
Su sonda de osciloscopio en la parte inferior sin conexión a tierra no funcionará de todos modos. Si la entrada del osc se cambia a CA, no funcionará con una señal de 1 Hz CA.
@Uwe Eso ayudó, pero ahora obtengo una señal de salida de 5v CC
Verifique las tres salidas del inversor con la sonda osc. Si tiene un osc de dos canales, verifique la entrada y la salida de cada inversor.
@Uwe Inversor 1: 0 entrada, salida 5v. Sin cruce de referencia, por lo que no hay frecuencia. Inversor 2: entrada 5, salida 0, sin frec. Inversor 3: entrada 0, salida 5, sin frecuencia
Compruebe la conexión de la salida del inversor 3 a la entrada del inversor 1. Si la salida del inversor 3 es de 5 V, la entrada del inversor 1 no debe ser 0.
@Uwe Basado en el circuito que estoy usando ( friedhardware.com/2016/02/28/building-a-ring-oscillator ) No hay conexión entre el inversor 1 y 3.
Hay una conexión desde la salida del inversor 3 a la entrada del inversor 1 por R1 y R2 en serie.
@Uwe Tenía ese nodo conectado a tierra. Está funcionando ahora. 990.5 mhz gracias amigo

Respuestas (3)

Aquí está la simulación con CD4069UB.
~Igual que con 74AC04. No verifiqué si la fórmula está bien.
Tenga en cuenta que estas son simulaciones.
Fabricado con microcap12 http://www.spectrum-soft.com/download/download.shtm
Condensador perfecto. ¡Tenga en cuenta la corriente de fuga que baja la frecuencia!
Agregaré un ejemplo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

ingrese la descripción de la imagen aquí

Y aquí cuando se cambia R3 (corriente de fuga).

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Qué software estás usando para simular?

1 Hz es demasiado lento para un oscilador analógico, necesita condensadores demasiado grandes. Los capacitores electrolíticos tienen grandes tolerancias y altas corrientes de fuga, por lo que no deben usarse para temporización.

Para construir un oscilador de baja frecuencia confiable, estable y preciso, es mucho mejor comenzar con una frecuencia entre 1 kHz y 1 MHz, seguido de un divisor de frecuencia digital.

Este método funciona para cualquier frecuencia muy baja, no hay problema para generar un oscilador µHz o nHz. Hay que esperar más de 31 años para que finalice el primer periodo de una frecuencia de 1 nHz.

Una simulación exitosa de un oscilador analógico de 1 Hz no es prueba de que funcionará como un circuito real.

Todo sobre tu primer párrafo es incorrecto. Un oscilador de 1 Hz (o incluso 0,5 Hz) es muy simple y estable con una resistencia de tolerancia del 1 % y una tapa de película de tolerancia del 1 %. Las resistencias de mayor precisión están fácilmente disponibles y no son caras, pero los niveles de transición de CMOS varían con la temperatura, anulando los beneficios de una mejor resistencia.
Si no necesita precisión de cristal, una opción simple es el CD4060 (MC14060, etc.). Este es un oscilador más un divisor de 14 etapas en un solo chip. El tamaño del condensador sería 1/16 000 del tamaño de un oscilador directo de 1 Hz; mucho más fácil de conseguir, mejor precisión, menor costo y tamaño.

No muestra su propio esquema con los números de pin de las puertas, por lo que todo esto son conjeturas.

La impedancia de la red es demasiado baja para que la etapa de salida de una puerta CMOS de la serie U funcione. U significa Sin búfer, la forma más débil de CMOS. Le recomiendo que aumente las resistencias en 20x y disminuya el capacitor en 20x.

A continuación, R2. El único trabajo de R2 es limitar la corriente de C1 a la etapa de entrada de la compuerta más a la izquierda. Esto se debe a que cuando la salida cambia de estado, C1 fuerza una sobretensión en la entrada de la puerta izquierda. R2 limita la corriente para este evento transitorio a un valor seguro. Como tal, debería ser mucho más grande. El estándar para este tipo de circuito es al menos 10 x R1. ¿Por qué 10x? Porque . . .

Una ventaja adicional de esto es que hace que las matemáticas sean mucho menos complejas. Si R2 >> R1, entonces en el denominador, todo a la derecha de 0.693 se reduce esencialmente a 1. Hmmm... El enlace a la nota de la aplicación está roto, y hay algo en esa ecuación que no se ve bien.

Como han dicho otros, el chip realmente necesita un desacoplamiento de la fuente de alimentación cerca de sus pines de alimentación.

El oscilador de anillo de 1 Hz no funciona
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v