Frequenz des Phasenverschiebungsoszillators nicht stabil

Ich habe einen gepufferten RC-Phasenverschiebungsoszillator hergestellt. Ich habe ein Problem mit der ständig steigenden Frequenz.

Er pendelt nicht um einen Wert, sondern steigt.

Ich habe eine hausgemachte Platine gemacht und ich habe einen LF347N verwendet.

Ich messe die Frequenz mit einem Multimeter im Bereich von 2 kHz. Nach zwei bis drei Sekunden erhöht sich die Frequenz, was sich wiederholt.

Was verursacht das? Ist es temperaturabhängig?

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Was ich suche:

  • Kein Mikrocontroller
  • Billig (weniger als 5 $)
  • Sinuswellenform
  • Stabil 1 kHz +/- 10 %
  • 5 V RMS

Die Verwendung einer anderen Schaltung ist für mich in Ordnung.

Der Oszillator ist Teil einer Schaltung, die zur Messung der Kapazität verwendet wird.

Schaltkreis

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Antworten (1)

In den Kommentaren sagen Sie

Stromschienen sind +-12V ...

Als ich auf den IC blies, fiel die Frequenz und als ich ihn 10 Minuten lang laufen ließ, ihn ausschaltete und nach 10 Sekunden wieder einschaltete, zeigte er dieselbe Frequenz, aber als ich ihn einige Zeit ließ und wieder einschaltete, zeigte er Frequenz um 1K3Hz.

Dies ist ein sicheres Zeichen dafür, dass die Eigenerwärmung zumindest einen Teil der Drift verursacht. Der LM347 hat eine typische Ruhestromaufnahme von 8 mA. 24 V x 8 mA = 192 mW. Der Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und Umgebung beträgt ~43 °C/W für das DIP-Gehäuse und ~75 °C/W für die SOIC-Version, sodass es zu einem erheblichen Temperaturanstieg im Inneren des Chips kommt. Dies kann dazu führen, dass verschiedene Parameter des ICs wie Eingangs-Offsetspannung, Verstärkung, Phasenverschiebung und Ausgangssättigungsspannung driften. Wärme kann auch in andere Komponenten im Stromkreis fließen und diese ebenfalls driften lassen.

Ein Oszillator ohne Pegelstabilisierung erhöht seinen Ausgangspegel, bis die Wellenform komprimiert wird. In diesem Fall trifft der Ausgang des ersten Operationsverstärkers auf die Versorgungsschienen (weniger Sättigungsspannung von 1,5 V pro Schiene) und erzeugt eine Rechteckwelle, die von den nachfolgenden Stufen tiefpassgefiltert wird. Der Ausgang der letzten Stufe ist nahe an einer Sinuswelle, aber die Amplitude ist zu niedrig. Man könnte die Verstärkung soweit herunterregeln, bis die erste Stufe nur noch knapp gesättigt ist, aber dann würde der Pegel sehr empfindlich auf Temperatur- und Versorgungsspannungsänderungen reagieren.

Für Ihre Anwendung könnte es besser sein, eine Rechteckwelle mit einem separaten Low-Drift-Oszillator (z. B. LMC555- Timer oder CD4060-Oszillator/Teiler ) zu erzeugen und den LF347 als 4-Stufen-Tiefpassfilter zu verwenden, um die Oberwellen zu unterdrücken.

Ja dachte ich. Ich wollte eigentlich den CD4060 mit einem Kristall verwenden, um stabile 1 kHz zu erhalten, und dann entweder die gleichen 3 RC-Stufen oder 2 Integratoren. Ich akzeptiere Ihre Antwort und für alle, die diesen Oszillator verwenden möchten, tun Sie es nicht.