Solución:
Al igual que con el oscilador colpitts, se necesita una resistencia adicional. Este oscilador de colpitts tiene correctamente una resistencia de 200 ohmios (R3) en serie con la salida del amplificador operacional. Pero puede ser de unos pocos ohmios a un kohm principalmente: –
Si esa resistencia no está presente, la impedancia de salida muy baja del amplificador operacional evitará que se produzca un cambio de fase suficiente para causar una oscilación sostenida predecible. Con un Hartley tiene el mismo problema: –
Si no tiene esa resistencia, puede oscilar pero a la frecuencia incorrecta y solo debido al retraso a través del amplificador operacional es similar a agregar un cambio de fase. Aquí está la prueba de que para un oscilador colpitts de colector común BJT necesita “R” para obtener el cambio de fase correcto y esto es exactamente lo mismo para un oscilador Hartley: –
Una nota final: el oscilador Hartley NO necesita tener un inductor acoplado a pesar de lo que otros han dicho.
Y esa resistencia “adicional” también se necesita en los osciladores crítales Pierce precisamente por la misma razón: –
La resistencia de la que estoy hablando es R1 arriba: agrega un cambio de fase adicional que lleva el cambio de fase general más allá del punto de 180 grados, por lo tanto, siempre habrá una frecuencia en la que se formen exactamente 180 grados y esta es la frecuencia con la que se ejecutará el oscilador. a.
Esta pregunta y mi respuesta muestran cómo el cambio de fase puede no ser suficiente sin la resistencia en serie que alimenta el condensador C1 y el cristal.
Debe diseñar el oscilador para que la ganancia del bucle sea un poco superior a 1 para señales pequeñas, de modo que las oscilaciones se acumulen y luego de alguna manera se convierta en la unidad en la amplitud deseada.
Hay tres formas principales de hacer esto con amplificadores operacionales, desde el crudo al ideal.
El crudo. Deje que el amplificador se sature. Si bien su salida está en el riel, la ganancia es cero, por lo que durante un ciclo, la ganancia promediará menos. El amplificador pasará la cantidad correcta de tiempo saturado para promediar la ganancia a uno. Esto distorsionará la salida. Sin embargo, tal vez no mucho, especialmente si la ganancia fija no está muy por encima de 1.
Un problema con este método es que algunos amplificadores hacen cosas divertidas cuando están saturados y pueden tardar mucho en salir de la saturación, por lo que los resultados no serán necesariamente bonitos.
Una mejor versión de esto es usar diodos consecutivos en parte de R2 para reducir la ganancia a medida que conducen. Quizás una ganancia de 1.1 cuando están apagados y una ganancia de 0.9 cuando están dirigiendo. La amplitud se asentará rápidamente en un nivel que promedia la ganancia de bucle en 1. Como nada se satura, hay mucha menos distorsión de la forma de onda. A medida que diseña los dos valores de ganancia más cerca, la distorsión disminuye, pero debe ser más preciso al establecerlos para asegurarse de tener uno a cada lado de la unidad.
La ruta de distorsión más baja es usar un control de ganancia en el bucle, quizás un FET polarizado en modo de resistencia impulsado por un detector de nivel. Una técnica más sencilla es utilizar una resistencia térmicamente sensible en el circuito de retroalimentación, que cambia la ganancia a medida que se disipa, por lo que el nivel de operación varía. A menudo se usaba una bombilla de filamento de tungsteno simple para este propósito, aunque necesitan un poco de potencia, un termistor de cuentas es más fácil de manejar. La distorsión es muy baja a alta frecuencia, pero aumenta a medida que el período de la señal se convierte en una fracción significativa de la constante de tiempo térmica.