Oscilador Colpitts no funciona

Estoy diseñando un oscilador Colpitts para que oscile alrededor de 16Khz. Traté de simular el circuito en LT Spice. ingrese la descripción de la imagen aquíEl circuito del tanque me parece correcto, pero no puedo hacer que el circuito oscile. Además, el circuito satisface el criterio de Berkhausen con

gramo a i norte ∗ a t t mi norte tu a t i o norte = 3.1 ( a pag pag r o X )
Incluso intenté acercarlo a 1 ajustando la atenuación, pero aún así no funciona. Creo que tiene algo que ver con los otros condensadores como C1 y C5 o tal vez L1. Mi libro no entra en muchos detalles sobre estos componentes y se centra principalmente en el criterio de Barkhausen y cómo calcularlo. Tengo mucha confusión, por ejemplo, puedo hacer que el circuito del tanque oscile eligiendo otros valores de inductor y condensadores, pero debería haber una manera de que no elija un valor muy alto o bajo de estos componentes. ingrese la descripción de la imagen aquímis preguntas son-

  • ¿Qué otras cosas se deben considerar además del circuito del tanque para que este tipo de osciladores funcionen correctamente?
  • ¿Cómo decidir qué condensador C1 y C5 usar para que el circuito funcione correctamente? si es posible por favor ayúdenme con una explicación matemática detallada.
El objetivo de diseño mencionado "3.1 (que usted llama "criterio") NO es el criterio de oscilación de Barkhausen. ¡El valor mencionado de 3.1 es la ganancia opamp que es necesaria solo para el oscilador WIEN! En general: La GANANCIA DE BUCLE con un valor de ( ligeramente mayor que) la unidad debe cumplir la condición !
c5 parece demasiado pequeño para acoplarse a sus grandes tapas de tanque. La relación de la tapa del tanque de 10:1 parece un poco excesiva. Ordene su diagrama para que sea legible, luego podremos ver si hay algo más que parezca sospechoso. Los osciladores a menudo tardan mucho en iniciarse en los simuladores. Use las condiciones iniciales .ic, o un generador de pulsos, para darle una patada al inicio.
@Neil_UK está bien, cuál debería ser la relación de la tapa del tanque para obtener un mejor resultado. ¿Puede explicar un poco más sobre la condición .ic? No estoy muy familiarizado con el espacio lt.
Una proporción de 3:1 para las tapas parece funcionar bien con la mayoría de los osciladores de este tipo. Google para 'condiciones iniciales', le permite establecer un voltaje de arranque en los condensadores. Una forma alternativa de obtener el mismo efecto es poner una fuente de voltaje en serie con una tapa y programarla para generar un paso de voltaje después de 1us. En la vida real, el ruido pone en marcha un oscilador. En la simulación, el ruido es el redondeo de los cálculos de coma flotante, por lo que puede llevar mucho tiempo comenzar, si es que lo hace.
El esquema me duele los ojos.

Respuestas (2)

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Si desea un mejor comienzo con un diseño Colpitts de emisor común, pruebe esta respuesta o esta respuesta . También le aconsejaría que use un valor de inductancia mucho mayor (L1 en su circuito) para obtener una oscilación de 16 kHz.

16 kHz es bastante bajo para iniciar de manera confiable un Colpitts... Solo los he visto desde aproximadamente 100 kHz en adelante. También buena suerte para encontrar un condensador de 100 µF adecuado para un tanque oscilador
@LorenzoMarcantonio Creo que este comentario está mejor ubicado debajo de la pregunta. Puede hacer un oscilador de 16 kHz a partir de este circuito, por cierto, pero su inductancia debe ser mucho más grande para que sea efectivo.
@andy alias. ¿Puede explicar por qué debería usar una resistencia de emisor?
@shahrozeshahab, ¿no leíste los enlaces que di? Reduce la ganancia y ayuda a mejorar la distorsión.
@andy alias sí, los he leído y todavía estoy revisando todo para comprender mejor. Como soy nuevo en este campo, no puedo entender por qué usar una resistencia de emisor reduce la ganancia, es decir, si usamos un capacitor, entonces proporciona una ruta de baja reactancia para la señal de CA. ¿Por qué no estamos haciendo lo mismo aquí?
Tienes distorsión. Esa distorsión se debe a que su circuito de transistor tiene demasiada ganancia. Agregar resistencia de emisor reduce la ganancia de cualquier circuito de emisor común @shahrozeshahab es un efecto general de todos los amplificadores CE.
@andyaka está bien, lo tengo. Gracias

Si bien se clasifican como "Colpitts", las versiones a continuación se sesgan más fácilmente, pero aún usan componentes resonantes de valor similar. El circuito de la izquierda es similar al no oscilador de OP, mientras que el circuito de la derecha tiene valores de componentes más razonables en un circuito de menor potencia. Un oscilador nunca se usa solo: está diseñado para proporcionar alimentación de CA a una carga... una consideración durante el diseño. Se podría usar un oscilador de alta potencia para entregar energía calentando en un horno de inducción. En un dispositivo de este tipo, es posible que vea pequeños valores de inductor con baja reactancia a la frecuencia de funcionamiento, pero probablemente no en el formato "Colpitts". Se necesitarían altas corrientes de operación. El oscilador Colpitts de la izquierda oscilaDos osciladores Colpitts

si se aplica suficiente corriente de polarización del transistor, en este caso alrededor de 20 mA. Pero la amplitud de oscilación es pequeña. El voltaje del colector solo oscila alrededor de un voltio. Eso no es mucho en comparación con el suministro de CC de 9V. Además, el suministro de 9 V CC debe estar bien fijado y ser estable. Una resistencia en serie de solo 0,02 ohmios elimina la oscilación. Una batería de radio de transistores de 9 V tiene quizás 2 ohmios de resistencia en serie.

El circuito de la derecha funciona con una potencia mucho menor y, en consecuencia, puede entregar mucha menos potencia a una carga. Podría usarse para controlar otro circuito electrónico. Está polarizado con menos de 1 mA de corriente continua, oscilando fuertemente. El voltaje del colector oscila 18 voltios de pico a pico... si se extrajera algo de energía, la amplitud sería menor.

El circuito de la derecha se diseñó eligiendo una reactancia inductiva de 50 ohmios. Si la potencia extraída es pequeña, se puede elegir una reactancia inductiva más alta, lo que reduce la potencia de CC requerida. El inductor suele ser el componente con más pérdidas: si su calidad es alta (alta Q), se requiere incluso menos potencia de CC.

Tenga en cuenta que LTSPice permite que los inductores y capacitores incluyan resistencias (ocultas) que no se muestran en el esquema (para reducir el desorden). Los inductores aquí tienen resistencias en serie: L1 tiene 0,03 ohmios, L2 tiene 1,5 ohmios.


El oscilador de la izquierda necesita una patada para comenzar, pero solo porque SPICE tiene mucho menos ruido que la vida real. Se inicia proporcionando una condición inicial , especificando .IC I(L1)=0. Por lo tanto, la corriente del inductor aumenta desde cero amperios en t = 0 segundos, hasta el punto de operación de 20 mA; esto es una "patada".

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