¿Por qué obtengo una onda triangular en este oscilador de disparo Schmitt?

Estoy tratando de diseñar un generador de funciones que pueda generar ondas cuadradas, triangulares y sinusoidales, con una frecuencia que varía entre 100 Hz y 100 kHz.

Se supone que el circuito en el cuadro azul es un disparador Schmitt con umbrales diferentes a los de la puerta NOT. los umbrales cambian cuando cambiamos el voltaje Vb y, por lo tanto, la frecuencia cambia. (En realidad estoy usando una puerta NAND CD4093B con una entrada en alto voltaje).

Ver el circuito en el cuadro azul

Mi profesor sugirió esta parte del circuito, pero he estado tratando de hacer que funcione en Proteus y, en lugar de una onda cuadrada, obtengo una onda triangular muy ordenada en el pin de salida de la puerta, que no No tiene sentido para mí, ya que pensé que se suponía que este pin tenía un voltaje alto o bajo y no mucho en el medio.

Este es el resultado de la simulación de esta parte del circuito. El gráfico muestra el voltaje en el pin de salida de la puerta:

Resultado de la simulación

¿Puede alguien explicar por qué sucede esto y posiblemente sugerir una solución a este problema?

Solo puedo usar resistencias (no variables), diodos, capacitores y un ic CD4093B.

gracias de antemano

¿A qué, exactamente, está vinculado el pin 5? Si es algo diferente a +5 o equivalente, tendrá problemas.
¿No me digas que dejaste el pin 5 flotando?
ِ@WhatRoughBeast No está flotando. Como dije, es de alto voltaje.
Comience cambiando R1 y R2 a 100k.
Intenté eso. no oscilaba. He estado jugando con los valores desde hace un tiempo.

Respuestas (2)

Se supone que es un oscilador de relajación, por lo que la salida de onda cuadrada en la puerta se integra a ~ 1/3 Vcc y luego cambia.

Si está viendo x MHz o lo que sea, ese es el ancho de banda de ganancia unitaria de la puerta inversora en modo de retroalimentación negativa "cuasi" lineal con margen de fase inadecuado en ganancia unitaria.

Elevar R1, 100k R2 a 330k más o menos evitará eso, por lo que no carga R4 y tiene ganancia> 1

La polarización externa afecta tanto al ciclo de trabajo como a la frecuencia.

No entiendo lo que estás tratando de decir. Como puede ver, no obtengo la onda cuadrada que predije en la salida.
Intenté eso. no oscilaba. He estado jugando con los valores desde hace un tiempo.
No esperó lo suficiente... o lo conectó mal. Pruebe R2/R1 = 5 y R1>10R4 y espere 1kHz o no es un disparador Schmitt. Deje R3 abierto o haga R3=10*R1 con polarización entre 0 y 5V
¡Esto funcionó! ¿Puedo preguntar cómo conseguiste estos números?
Las relaciones que especifiqué se basan en el aumento del margen de fase mediante la reducción de BW con mayor ganancia. Luego, el disparador Schmitt tiene un umbral de 1/3 a 1/3 Vcc, pero la ganancia de retroalimentación negativa afecta esto y R4C = 1,23 ms para el 63%, pero los umbrales son inferiores a este ....

Parece que estás tratando de usar R4 y C1 como elementos de tiempo. Sin embargo, hay un camino más fácil a C1 a través de R1 y R2, un camino de 2K en lugar de uno de 10K. Si lo está ejecutando a 5V, solo obtiene un miliamperio, pero necesita 2.5ma para superar una carga de 2K a 5V. No está cargando directamente a 5V o GND, pero aún se quedará corto ya que la tapa se carga en gran medida en la dirección opuesta.

Intente aumentar R1, R2 y R3 en 10X y vea si eso ayuda. O, dado que U1 es un disparador Schmitt y ya tiene histéresis incorporada, elimine R1, R2 y R3 por completo.

Creo que se supone que R3 alimenta el voltaje de 'polarización', pero aún no estoy seguro de cómo se supone que esto cambie la frecuencia de oscilación.
Cambié las resistencias como dijiste, y ya no oscila.
@Transistor La caja azul es un disparador schmitt y el voltaje de histéresis cambia a medida que cambia el voltaje de polarización.
Estoy familiarizado con los disparadores Schmitt, pero en la variedad CMOS su voltaje de histéresis es fijo. Agregar una corriente de polarización, espero, cambiaría el ciclo de trabajo pero no la frecuencia.
Hice los cálculos sobre esto, y si lo hice bien, f=1/(RC*ln(vt1/vt2)) . vt1 y vt2 dependen de Vb, Vt10,Vt20 y las 3 resistencias dentro de la caja. Siendo Vt10 y Vt20 los voltajes de umbral de la puerta.
Y sí, también afecta el ciclo de trabajo.
¿Por qué obtengo una onda triangular en este oscilador de disparo Schmitt?
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