Necesita ayuda para comprender un circuito (oscilador Atari 2600 XTAL)

Puede ser más fácil de entender si comienza con un par de cola larga: un amplificador diferencial. Déjame exponerlo de esa manera para ver si eso ayuda:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

He mostrado una corriente y algunos valores de voltaje en el esquema. Estos son más o menos ciertos una vez que comienza a ejecutarse. Pero$C_1$comienza descargado, por lo que esos valores tardan un tiempo en alcanzarse. En primer lugar,$C_1$tira fuerte$Q_1$base y la satura, agregando corriente de$R_e$a corriente de$R_{b1}$, para cargar$C_1$. En algún punto de este proceso, y me imagino que tomará alrededor de$\Delta t= \frac{\Delta V\cdot I}{C_1}=\frac{3.4\:\textrm{V}\cdot 15\:\textrm{mA}}{220\:\textrm{nF}}\approx 50\:\mu\textrm{s}$antes de que las cosas empezaran a rodar,$Q_1$saldrá de la saturación y las cosas comenzarán a funcionar con más normalidad . (También hay algo de almacenamiento de carga de difusión que se construyó en$Q_1$, pero eso es probablemente solo otros pocos agregados$\mu$s. Nada grande.)

Como$Q_1$sale de esta saturación inicial, es$\beta$comienza a afianzarse, su base deja de contribuir a la carga$C_1$, y la caída de tensión en$R_1$disminuye por lo menos unas pocas décimas de voltio a medida que$Q_1$'s$V_{CE}$finalmente supera$1\:\textrm{V}$. Esta gota se pasa a través del cristal y aparece como un ligero tirón hacia abajo en la base de$Q_2$, que desvía la corriente a través de su colector y lejos del colector de$Q_1$, lo que provoca la caída en$R_1$a declinar aún más y ayuda a enfatizar esta diversión por un momento. Sin embargo,$R_3$carga rápidamente el respaldo de cristal y conduce$Q_2$la base de atrás hacia arriba haciendo que se desvíe menos y permitiendo$Q_1$para comenzar a desviar más corriente a través de su colector, provocando la caída a través$R_1$aumentar de nuevo y conducir$Q_2$La base de 's más arriba, también.

($R_{b1}$y$R_{b2}$forman una resistencia de Thevenin de aproximadamente$680\:\Omega$. Me parece recordar que estos cristales estaban a punto$100\:\textrm{pF}$más o menos, así que trabajando alrededor del bucle veo$680\:\Omega+220\:\Omega+220\:\Omega$en serie con aproximadamente$100\:\textrm{pF}$dando sobre$110\:\textrm{ns}$por medio ciclo, lo que da como resultado aproximadamente$4.5\:\textrm{MHz}$. Así que debo estar un poco equivocado acerca de la capacitancia de estos cristales, creo. La idea es que la frecuencia natural debe estar cerca del cristal y que el cristal "jalará" con fuerza).

Una vez alcanzado el equilibrio,$Q_1$La base de 's se mantendrá muy estrechamente a su valor nominal por$C_1$. Creo$C_1$está allí principalmente para mantener el voltaje base bastante sólido y, quizás indirectamente, supongo, para establecer el tiempo de inicio. Probablemente podría ser aún más grande, con el precio de que llevaría más tiempo ponerlo en marcha. La mayor parte de la variación tiene lugar en$Q_2$base de Recuerde que la corriente del colector variará por un factor de 10 para un$60\:\textrm{mV}$cambiar en$V_{BE}$.$Q_2$se apagará por completo cuando su base alcance el$4.05\:\textrm{V}$de su emisor. Así que espero que sea el voltaje más alto visto en la base de$Q_2$. El voltaje más bajo habrá aproximadamente tanto, menos la caída de voltaje de$R_1$causado por la mitad de la corriente a través$R_e$, así que pienso en$1.2\:\textrm{V}$menos, o$2.85\:\textrm{V}$en una conjetura En resumen, espero$V_{PP}=1.2\:\textrm{V}$en$Q_2$la base de , centrada relativamente cerca de la$3.4\:\textrm{V}$experimentado en$Q_1$la base de (quizás con un desplazamiento relativo muy pequeño).

no creo que funcione con ninguno$R_1$o$R_2$cambió. Mucho más grande obligaría a los colectores BJT a retroceder contra sus bases y no oscilaría. Esa es una de las razones por las que están donde están. Y entonces tendrías que cambiar$R_e$, si los cambiaste. Además, esto cambiaría la frecuencia natural para estar demasiado lejos del cristal y oscilaría a alguna otra frecuencia o simplemente fallaría, incluso si cambiara los tres valores. Así que todas las piezas me parecen correctas tal como son.

Este es un oscilador resonante en serie con Xtal resonante en serie con Rs muy bajo. Ganancia de corriente no inversora a través de Q2-E y ganancia de voltaje no inversora Q1-E a Q1-C.

Ambas bases están polarizadas alrededor de 4V con Q2 saturado hasta que se inicia. Q2-C está invertido fuera del bucle y es probablemente una onda cuadrada bastante fea con mucha caída de 10pF con 240 en el colector y 90 en el emisor.

Se vería mucho mejor con 1k en Q2-C con una onda cuadrada de 4,5 V con más ganancia de V en Q2 o tal vez cambiar Re de 91 a 50 ohmios para obtener más ganancia.

Estos impulsaban los Xtals con una potencia bastante alta y serían las enormes latas HC-49 con grandes obleas, por lo que los modernos microslice xtals podrían fallar en este circuito.