Multivibrador astable BJT genera onda triangular

Multivibrador astable BJT

En este circuito hay un multivibrador astable bjt. Genera una onda cuadrada. Y según la descripción, a la salida del opamp genera una onda triangular a partir de esta onda cuadrada.

He intentado implementar este circuito en LTSpice.

Multivibrador astable ltspice

Cuando simulo la salida del primer circuito (multivibrador astable) se ve bien.

ola cuadrada

Pero si observa la salida del amplificador operacional, hay algunas fallas en lugar de una onda triangular.

salida de amplificador operacional

¿Qué podría estar mal con este circuito aquí?

Editar :

Cambié el valor de la resistencia R6 a 1000000 ohmios, pero aún así la salida del opamp no parece una onda triangular.

Salida después de cambiar R6

Edit2: después de jugar con los valores del potenciómetro, debería poder ver una forma de onda que parece un triángulo en la salida de opamp.

Salida triangular

Pero si aumento el tiempo de simulación de 100 milisegundos a 700 milisegundos, veo una CC de 15 voltios en la salida del amplificador operacional. No sé por qué sucede esto.

Agregue una tapa grande en serie con R5; y poner el bote a cero.
Cuando agrego una tapa grande en serie con R5, digamos 100u y configuro el potenciómetro a cero, la salida del amplificador operacional golpea -15 voltios.
luego ESPERE a que se estabilicen las cargas iniciales. Sin corriente CC en el OPAMP, la salida promedio final debe estar centrada alrededor de cero voltios, al menos para un ciclo de trabajo del 50 % del oscilador.
Si lo que interesa es la salida de onda triangular, retroalimente el integrador con un "amplificador operacional de disparo Schmidt". La salida será simétrica (+/-) y habrá cuasi "sin compensación". Además, simplemente cambie la resistencia de integración (o el condensador) ... y la frecuencia cambiará en consecuencia, la amplitud permanecerá "constante".

Respuestas (2)

Entonces, la salida del vibrador es un pulso que debería ser la entrada del integrador para obtener la forma de onda triangular. En su simulación, R6 = 1 miliohmio en lugar de 1 Mega.

Básicamente, está cortocircuitando el condensador integrador.

El símbolo correcto para megaohmios = Meg en especias LT.

EDITAR: como mencionó Bimpelrekkie, dado que tiene un sistema de circuito abierto, su amplificador operacional se desviará.

La siguiente simulación muestra cómo puede cargar y descargar el condensador en función de la salida.

generador de forma de onda triangular con flip flop

Cómo funciona ?

Entonces, en t = 0, suponga que la salida es cero y la salida del flip flop es cero. La entrada en el amplificador sumador tiene solo el voltaje de CC negativo, lo que provoca un aumento lineal debido al capacitor integrador.

Una vez que se alcanza el umbral (arbitrario) de 7V, el Comparador U2 sube y establece el Flip flop que tiene un voltaje de salida de 2V. Como resultado, el voltaje en la salida del amplificador sumador salta de -1V a (-1V + 2V) 1V, lo que hace que el voltaje caiga linealmente. Una vez que el voltaje desciende por debajo de 0,05 V, U3 sube, lo que restablece el flip flop y el punto de suma vuelve a -1 y el ciclo se repite.

No importa, la simulación no es muy clara, pero da una idea de cómo podría abordar el problema.

Veo DC 15 voltios en la salida del amplificador operacional. no se por que pasa esto

Sí ;-)

Este circuito tiene un defecto esencial.

El integrador se basa en el hecho de que el capacitor se carga y descarga exactamente con la misma cantidad de carga cada vez. Es un integrador, por lo que sigue agregando / restando carga en C3.

Eso significa que el generador de onda cuadrada necesita generar una onda cuadrada perfecta del ciclo de trabajo del 50%, lo cual no puede hacer. Es por eso que el potenciómetro U1 está ahí, para marcar cualquier compensación.

Sin embargo, eso no evitará que se acumule cualquier desequilibrio de carga/descarga, por lo que el voltaje de diente de sierra eventualmente "se desplazará" hacia arriba o hacia abajo. En su simulación, la salida desciende a medida que se acumula el desequilibrio de carga/descarga.

Este comportamiento es consecuencia de la simplicidad de este circuito. No monitorea su voltaje de salida para compensar la deriva.

Para resolver esto, use un circuito que decida cuándo comenzar a cargar/descargar en función del valor del voltaje de salida. El chip temporizador 555 funciona así, tiene un comparador de ventana para mantener el voltaje en el condensador de tiempo entre 2/3 Vdd y 1/3 Vdd. Por supuesto, el 555 no es un generador de diente de sierra adecuado, es solo el principio al que me refiero. No hace falta decir que un generador de diente de sierra "mejor" será un poco más complejo.

Otra alternativa es generar el diente de sierra digitalmente usando un DDS como el AD9833 en Ebay puedes comprar módulos con este chip.

Una solución fácil: en serie con la resistencia de 10k, coloque un condensador de bloqueo (10 uF serían suficientes).
@ Whit3rd Lamentablemente, no es tan simple como eso. La resistencia de 10k debe ser una resistencia sin límite en serie. La entrada del integrador se mantiene a un voltaje constante (establecido por el potenciómetro, a través de la retroalimentación del opamp) para que haya un voltaje de onda cuadrada en la resistencia de 10 k. Eso da como resultado una corriente en forma de onda cuadrada en el integrador. Si agrega un límite en serie con la resistencia de 10 k, ese límite se cargará/descargará y la forma de la corriente ya no será una onda cuadrada adecuada. ¡Pruébelo en un simulador de circuito y vea qué sucede!
No es ideal, pero la corriente sería la misma que en el capacitor de retroalimentación de 0.1uF, por lo que solo el uno por ciento (de la amplitud de onda triple) tiene errores.
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