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Solución:
Parece que el circuito de “estabilización térmica” es en realidad un regulador de temperatura: ¡disipa energía en el CA3046 para calentarlo y servo el IC a una temperatura específica! Dado que el transistor del sensor de temperatura / el transistor del calentador / los transistores VCO están (idealmente) acoplados térmicamente, esta temperatura compensa el núcleo del VCO. Escuché que este tipo de técnica se llama controlador de horno y, a veces, se ve en equipos de prueba con una referencia de frecuencia de alta precisión donde la temperatura del cristal se regula de manera similar.
Para ver por qué llegué a esta conclusión, echa un vistazo a ese circuito térmico. Las entradas del lazo del servo son (1) un voltaje de referencia derivado del suministro de 12 V y (2) el Vbe de un transistor. El único camino de retroalimentación que puedo ver es el térmico. Ahora considere lo que sucede con el lazo si mágicamente lo pone en un estado inicial donde el Vbe del transistor del sensor (conectado a los pines 6-8) es demasiado alto. La salida del amplificador operacional aumentará, el calentador BJT (en los pines 9-11) ejecutará más corriente y disipará más potencia, el transistor array se calentará y el Vbe del NPN 6-8 bajará (Vbe es CTAT).
Hay algunas limitaciones a esta técnica. Obviamente, no funcionará por encima de una temperatura ambiente crítica. Para cubrir un rango más amplio de temperaturas ambientales se requiere una mayor disipación de energía. La técnica también depende del acoplamiento térmico entre las NPN en el emparejado array chip. Si cada uno de los dispositivos se distribuye a lo largo de la matriz y se intercalan entre sí, la coincidencia térmica entre, por ejemplo, el sensor NPN y los VCO NPN (¡sin mencionar la dTemp introducida entre los mismos VCO NPN!) podría ser muy buena.
Hasta donde yo sé, hay 3 formas de compensar la deriva de temperatura de un convertidor exponencial.
- Control de temperatura: cuando usa un ‘calentador’ para llevar el par NPN a una temperatura estable (alta)
- Compensación pasiva: cuando usa un NTC (-3300ppM/C tempco) de modo que a medida que aumenta la temperatura, suministra menos corriente
- Compensación activa: cuando usa una unión de semiconductores para crear un voltaje que varía con la temperatura y lo usa para controlar la ganancia de un VCA
- Es el diseño más simple con la menor cantidad de piezas, pero no es eficiente desde el punto de vista energético ya que se está calentando. Sospecho que habrá cierta deriva hasta que alcance la temperatura establecida, por lo que deberá dejarlo encendido durante algunos minutos antes de sintonizarlo.
- Es el diseño más común. Se usa en la mayoría de los sintetizadores analógicos, por lo que debería brindarle la estabilidad esperada.
- Este es el diseño más complicado y algo experimental y la versión que he visto fue hecha por Jim Patchel para tratar de averiguar cómo funciona el Curtis CEM3340.
Jim Patchel compara brevemente estos 3 métodos de compensación aquí.
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