Der Dreieck-Quadrat-Oszillator des Operationsverstärkers schwingt im Simulator nicht

Meine ganze Theorie sagt mir, dass dies oszillieren sollte und ich eine dreieckige Welle haben sollte v a und ein Quadrat bei v b Aber diese Knoten kommen alle komplett auf Null.

Ich verstehe nicht, was ich falsch gemacht habe, könnte mich bitte jemand in die richtige Richtung weisen?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vielleicht möchten Sie erklären, warum diese Ihrer Meinung nach oszillieren sollten, damit man den Unterschied zwischen dem und dem, was tatsächlich passiert, entdecken kann.
C ist winzig. Versuchen Sie 121 nf oder stellen Sie sicher, dass Sie einen SEHR schnellen Operationsverstärker verwenden.
Richtig, ich habe auch 121,95 nf ausprobiert, aber es tut immer noch nichts. Die Opamp-Modelle sind ideal, so dass sie sowieso einen unendlichen Anstieg haben. Und als Reaktion auf @PlasmaHH, weil es den Kondensator auf der Grundlage des Stroms am Ausgang von U1 bis R auflädt, was die entgegengesetzte Polarität zu seiner Anfangsspannung hat. Wenn es also bei Va auf Null trifft oder es passiert, sollte der Ausgang entgegengesetzt schwingen und entsprechend schwingen.
Ich frage mich, ob dies an der Perfektion der Simulation liegt - normalerweise gibt es beim Einschalten eine kleine Offset-Spannung, die von U1 entweder in ein + oder - V an seinem Ausgang übersetzt wird, um das Ganze zu starten. Nur aus Neugier, was passieren würde, wenn Sie einen 10-M-Widerstand von der + V-Versorgung zum invertierenden Eingang des Integrators (U2) hinzufügen würden.
@Supernovah: Dazu müssen Sie mit einem nicht idealen Operationsverstärker simulieren
Ja, nach der Antwort habe ich ein willkürliches Rauschen eingefügt, um es zum Laufen zu bringen.
Jeder Vio-DC-Offset wird auch die Integration in uV und damit die Oszillation starten.
@OP Ich habe ungefähr 5 Minuten gebraucht, um zu erkennen, dass Sie nicht über die Schaltung sprechen , sondern über ihre Simulation . DUH. Ich habe eine Bearbeitung vorgeschlagen, um dies zu verdeutlichen
Übrigens wird U1 nicht kippen, wenn Va durch 0 geht. Die Kippzeit ist, wenn Va = -(820/1500)*Vb.

Antworten (4)

Diese Schaltung hat einen stabilen Arbeitspunkt für eine Ausgabe von null Volt. Dies geschieht häufig bei Oszillatoren. Eine übliche Technik besteht darin, entweder einen Stromimpuls in einen Knoten zu injizieren, indem eine stückweise lineare Stromquelle verwendet wird, oder einen Anfangszustand zu erzwingen, der von Null verschieden ist.

Zum Beispiel hinzufügen.IC V(Vb) = 1

FALSCH. Der U1 hat einen bipolaren Ausgang, also einen DC-Offset auf U2 (1. Verstärker), der dann integriert, bis der Nulldurchgang am Ausgang erreicht ist, was die Mittelpunktreferenz zwischen den Rechtecksignalen Vcc bis Vee ist (wenn die Simulation den Frequenzgang nicht abrollt, ist dies immer der Fall ASTABLE, nicht DC-stabil bei 0 V), auch die RC-Integrationszeit hat eine Open-Loop-Verstärkung, eine Breakpoint-Verstärkung > 1, um die Bedingungen für eine Schleifenverstärkung > 1 Oszillation zu erfüllen
Nein, es ist genau so, wie ich es geschrieben habe. Die Schaltung hat eine triviale DC-Lösung mit allen Signalknoten auf Null Volt. Daher sind Maßnahmen erforderlich, um die Schaltung aus diesem Zustand zu bringen.
Vb kann per Definition niemals 0 V sein, da Vin (diff) <> 0 daher nicht linear, also gesättigt ist, daher wird U2 immer integrieren, es sei denn, der Simulator hat einen Eingangsoffset von 0 (ideal).
sogar 1 Picovolt Eingangs-Offset ist eine angemessene Anfangsbedingung für die Oszillation
Nein, ich schlage vor, Sie versuchen es selbst mit einem Simulator und der oben angegebenen Schaltung. Außerdem haben ideale Opamps keinen Offset. Für einen idealen Operationsverstärker muss Vdiff genau Null sein, um einen Nullausgang zu erzeugen (unter der Annahme eines symmetrischen Modells und einer symmetrischen Versorgung).
Ich denke, Mario hat recht - allerdings nur für ideale VCVS-Blöcke. Ideale Verstärker (ohne feste Versorgung) lassen aber auch bei Kick-off-Start keine Schwingungen zu.
Mein Simulator hat diesen Fehler nicht. selbst mit idealen Operationsverstärkern unendlich GBW einstellbare Vo-Grenzen, ESR = 0 goo.gl/ssAviq
Ich würde es nicht als Fehler bezeichnen. High-End-Simulatoren würden das gleiche Ergebnis zeigen, tatsächlich ist es zumindest für komplexere Schaltungen ein Zeichen für hohe Genauigkeit. Ihre Modelle oder Ihr Setup könnten jedoch leicht unausgeglichen sein oder Sie haben einen "klugen" Solver, der triviale Lösungen verwirft.
Es ist eine normale Eigenschaft der Konvergenz, eine gültige Anfangsbedingung für alle numerischen Lösungen zu haben, die in meinem Beispiel zufällig gültiger ist, obwohl das Setzen von zwei Caps in // mit 0 ESR einen Konvergenzfehler mit unendlichen Strömen verursacht

Ihr Simulator findet einen stabilen, aber unrealistischen Punkt. Sie müssen ihm einen Kick geben, um die Dinge in Gang zu bringen. Sie können den Kondensator mit einer Anfangsbedingung versehen oder einen Knoten auf etwas anderes als 0 setzen. Sie sagen nicht, welchen Operationsverstärker Sie verwenden. Brian hat Recht, dass Sie einen sehr schnellen Operationsverstärker benötigen, damit dies funktioniert. Ihr Zeitschritt kann auch ein Problem sein. Ihr Oszillator hat eine Periode von etwa 0,2 us, daher sollte Ihr Schritt kleiner sein.

Ich denke, das Problem deines Entspannungsgenerators ist weder ein fehlender „Kick“ noch irgendeine andere Starthilfe. Es ist einfach die begrenzte Anstiegsgeschwindigkeit des Operationsverstärkers, die einen Betrieb nicht wie gewünscht zulässt. Die Integratorzeitkonstante beträgt ca. Nur 180 ns. Nur um die Schaltung zu testen - versuchen Sie, den Kondensator um den Faktor 1000 zu erhöhen und zu sehen, ob es funktioniert.

Ein solcher Relaxationsgenerator benötigt überhaupt keine Starthilfe (unter der Annahme realer Opamp-Modelle und endlicher Stromversorgungen), da der Integrator bei t = 0 mit dem Hochfahren beginnt.

Darüber hinaus funktionieren diese Oszillatoren nicht für ideale Operationsverstärker (VCVS), da der Operationsverstärker mit pos. Rückkopplung muss auf eine endliche Spannung "springen" können. Daher ist ein reales Modell mit festen Angebotsgrenzen erforderlich.

Dies startet von selbst und scheint ziemlich gut zu funktionieren: (beachten Sie den relativ schnellen Unity-Gain-Stable-Operationsverstärker)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

EM Fields habe ich die Simulation für feste Versorgungsspannungen (+-5V und +-15V) wiederholt. Die Oszillation begann sofort (ohne Hochfahren der Versorgungsspannungen). Für eine +-5 V-Versorgung betrug die Frequenz 1,9 MHz. Für +-15 V betrug die Frequenz jedoch nur 1,7 MHz. Diese Frequenzreduzierung ist auf die begrenzte Anstiegsgeschwindigkeit der LT1208-Einheit zurückzuführen.
@LvW: 1. Für jede Stromversorgung kann die Übergangszeit von AUS nach EIN nicht unendlich klein sein, daher ist das Hochfahren der Versorgung zufällig, da es nicht als Zwangsfunktion angewendet wird, sondern als Folge des Zulassens zustande kommt der Simulator, um die Versorgungen ab null Volt einzuschalten und die reale Welt genauer zu simulieren inhärente Qualität eines jeden Multivibrators, aber ich erkenne, was meiner Meinung nach eine herablassende Haltung aus Ihrem Lager zu sein scheint. Liege ich falsch?
EM-Felder - Ich stimme Teil 1 Ihres Kommentars zu. Allerdings muss ich zugeben, dass ich nicht verstehen kann, wie Sie zu der im letzten Teil Ihrer Antwort niedergeschriebenen Schlussfolgerung kommen konnten. Ich denke, mein Kommentar enthält nur technische Ergebnisse - sonst nichts. Wie könnten solche Informationen ein Hinweis auf eine herablassende Haltung sein? Ich kann es nicht verstehen. Ich wollte Ihre Simulationsergebnisse nur ergänzen, weil Sie die Schwingungsfrequenz nicht erwähnt haben.
EM-Felder – Ich füge gerne Folgendes hinzu: Mein erster Kommentar war in erster Linie dem Fragesteller (Supernovah) gewidmet. Daher wäre es besser gewesen, diesen Kommentar an die Supernova zu richten, anstatt an Sie. Vielleicht hat dies zu Ihrem Missverständnis geführt?
@LvW: Vielleicht war "herablassend" zu stark und ich hätte stattdessen "bevormundend" verwenden sollen. Wenn das wahr ist, entschuldige ich mich. Der Punkt, den ich zu machen versuchte, war, dass die Verwendung eines Paares schneller Operationsverstärker in der Schaltung sie zum Leben erwecken würde, was ich bewiesen habe. Sie haben es dann auf sich genommen, den rohen Operationsverstärker dafür zu erniedrigen, dass er es versäumt hat, eine konstante Frequenz aufrechtzuerhalten, wenn sich seine Versorgungsspannung ändert, obwohl, wie Sie wissen sollten, dieses Kunststück unmöglich zu überwinden ist. Alles, was ich bisher sehe, ist Selbstverherrlichung.
EM Fields, wenn Sie die Kommentare zu Supernovahs Frage sowie zu Marios Antwort lesen, werden Sie feststellen, dass Schwingungsstarthilfen für Simulationen diskutiert werden. In diesem Zusammenhang halte ich es für ganz normal, meine Simulationsergebnisse zu kommunizieren, die keinen „Kick“ oder Lärm brauchten. Außerdem - wenn ich eine Abhängigkeit von der Stromversorgung beobachte, finden Sie es nicht hilfreich, den Grund für diesen Effekt zu erklären? Für mich ist das gute Ingenieurspraxis. Es steht Ihnen aber frei, meinen rein fachlichen Beitrag als „bevormundend“ und als Hinweis auf „Selbstüberhöhung“ zu werten.
Der Dreieck-Quadrat-Oszillator des Operationsverstärkers schwingt im Simulator nicht
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