Operación del oscilador de retroalimentación del colector sintonizado

Estoy tratando de entender el siguiente oscilador de retroalimentación del colector sintonizado extraído de aquí usando LTSpice. Entiendo que L1 y C1 crean la resonancia en la frecuencia de oscilación y L2 proporciona la retroalimentación.

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Sin embargo, el voltaje en la salida (V(C3)) no es sinusoidal como se esperaba. Consulte la siguiente forma de onda.

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Si lo entiendo correctamente, el transistor se satura (editar: debido a la alta ganancia). Cuando se quitan los capacitores C2 y C4 (como se sugiere en el comentario), la salida se vuelve casi sinusoidal (consulte lo siguiente).ingrese la descripción de la imagen aquí

No estoy seguro de por qué el circuito se comporta de esta manera y cuál es la necesidad de C2 y C4.

Deshágase de C4 y vea qué sucede. Creo que tiene demasiada ganancia de circuito.
@Andy, la pregunta se modifica agregando resultados cuando se elimina C4
Parece que todavía tienes demasiada ganancia. Intente reducir L2 gradualmente para obtener una onda sinusoidal de mejor aspecto. Luego llévelo aún más abajo para encontrar el punto en el que no comenzará a oscilar. No es necesario mostrar imágenes en cada paso.
@Andy, gracias, pero cambiar L2 no ayudó. pero eliminar tanto C1 como C4 ayudó a obtener una salida cercana a la sinusoidal. Pero no estoy seguro de la operación aquí. Edité la pregunta en consecuencia.
No puedes deshacerte de C1 porque eso establece el ajuste del tanque. Pruebe L2 = 0.02 uH, es decir, significativamente más pequeño, luego vuelva a hacerlo más pequeño, pero recuerde que tomará más tiempo comenzar a oscilar porque la retroalimentación positiva es menor, así que asegúrese de esperar más tiempo para que comience a oscilar (hasta 1 ms).
Con este circuito, nunca obtendrá una onda sinusoidal perfecta: siempre tenderá a recortar un riel de suministro para proporcionar estabilización de amplitud.
Oh, acabo de darme cuenta de que había cometido un error al editar. Quité C2 y C4

Respuestas (1)

El tipo de oscilador que está simulando necesita una cuidadosa consideración para acercarse a un rendimiento sinusoidal decente. En su forma simple, nunca obtendrá una gran pureza de onda sinusoidal porque la forma de onda de salida no tiene nada más que los rieles de potencia para controlar la amplitud. Sí, tiene retroalimentación para que "cante", pero no hay un elemento de control activo que pueda hacer que la amplitud sea estable Y mantener su salida sinusoidal.

Entonces, actualmente, la salida "golpea" los rieles de alimentación (uno u otro o ambos) y esto controla la amplitud de salida al limitar/recortar.

Sin embargo, su circuito simplificado tiene demasiada retroalimentación positiva para un rendimiento "adecuado". Mira lo que he hecho a continuación; L2 se ha reducido a 0.01 uH y he agregado 10 ohmios en serie con el inductor del colector principal (para realismo): -

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Pero aún así, la salida está "tocando" el límite inferior y recortando porque... necesita algo que pueda estabilizar la amplitud de salida.

Esto se puede lograr con un JFET en serie con la retroalimentación a la base. La forma estándar es rectificar el nivel de salida para obtener una "medida" de la amplitud de salida y luego usar esta "medida" para controlar el JFET de modo que comience a disminuir la ganancia a medida que la amplitud supera un cierto umbral.

También se puede hacer con diodos y aquí está mi intento: -

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Ahora tiene alrededor de 10 voltios de pico a pico y una pureza de onda sinusoidal mucho mejor: -

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Los diodos utilizados fueron 1N4148, pero cualquier diodo de señal de recuperación rápida debería estar bien.

Gracias, funcionó con tu circuito. Y también dio una buena onda sinusoidal cuando elimino C2 y hago que el acoplamiento sea más bajo (alrededor de 0.5). Aquí, todavía no obtuve el papel de C2.
C2 no es necesariamente necesario cuando se opera el circuito con los diodos (como lo he hecho yo). Sin embargo, lo mantendría porque proporciona un voltaje libre de fluctuaciones en la unión de 47k y 22k. También hace que la impedancia de CA en ese nodo sea cercana a cero, por lo que es más claro cuál es la impedancia de conducción base al analizar.
Gracias por sus valiosos aportes, ahora estoy tratando de comprender el funcionamiento de la red estabilizadora de retroalimentación. Puedo ver que la retroalimentación ha reducido su valor, y la red de diodo-resistencia ha introducido una diferencia de fase (cerca de 90 grados). Entonces, ¿cómo se genera la condición de fase cero (para oscilación)? Además, ¿cuál es el papel de R4 aquí?
No estoy seguro de dónde está relacionado el cambio de fase. Claro que debe haber 180 grados adicionales para oscilar, así que eso también me confundió. R4 es típico de una bobina de 100 uH y se colocó allí porque es necesario colocar cierta resistencia en los circuitos de la vida real. Los diodos recortan la señal en el camino de regreso a la base, por lo que estabilizan la onda sinusoidal retroalimentada en una onda sinusoidal fuertemente recortada. Pero eso no es gran cosa porque el tanque restaura una buena pureza de onda sinusoidal como se ve en el resultado espectral en mi respuesta; 2º armónico por encima de 30 dB.
Gracias, por fase, quiero decir que el voltaje de la base en relación con L2- y Vout están desfasados ​​​​aproximadamente 90 grados, mientras que esa diferencia de fase fue de 180 grados para el circuito inicial (sin red estabilizadora de retroalimentación). Tengo tus otros puntos.
L2- no tendrá señal debido a los 47 nF (C2). Habrá un cambio de fase no ideal en la base debido a la capacitancia del molinero del BJT que afecta la base y la señal de impedancia relativamente alta debido a R5 y R7. La reducción de R5 y R7 debería mejorar esto, pero, como con todos los osciladores de un solo transistor, hay compromisos en el rendimiento. Intente hacer que R5/R7 sea más bajo, tal vez 2k2 y vea qué sucede. No guardé la simulación que hice.
La reducción de R5 y R7 ayudó a reducir el cambio de fase que introdujo la red de estabilización de retroalimentación. Gracias
Operación del oscilador de retroalimentación del colector sintonizado
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