Dubbio su oscillazioni e condizioni di Barkhausen

Salve a tutti. Il dubbio credo sia stupido ma al momento mi ci sono fermato.

Allego subito lo schema:

[FIDOCAD ] MC 10 30 0 0 045 MC 40 40 2 1 580 MC 105 45 2 1 580 MC 100 50 0 0 045 LI 100 50 100 45 LI 100 45 105 45 MC 20 30 0 0 080 MC 85 35 0 0 080 MC 45 15 0 0 170 MC 110 20 0 0 170 LI 10 30 20 30 LI 30 30 40 30 LI 45 15 40 15 LI 40 15 35 15 LI 35 15 35 30 LI 55 15 70 15 LI 70 15 70 35 LI 70 35 65 35 LI 85 35 70 35 LI 95 35 105 35 LI 110 20 100 20 LI 100 20 100 35 LI 120 20 135 20 LI 135 20 135 40 LI 130 40 135 40 LI 35 40 40 40 MC 75 65 0 0 080 LI 135 65 85 65 LI 75 65 35 65 LI 35 65 35 40 LI 135 40 135 65 MC 35 70 1 0 170 MC 35 85 0 0 045 LI 35 70 35 65 LI 35 85 35 80 TY 20 20 5 3 0 0 0 * R2 TY 45 5 5 3 0 0 0 * C2 TY 115 10 5 3 0 0 0 * C3 TY 85 25 5 3 0 0 0 * R3 TY 75 55 5 3 0 0 0 * R1 TY 40 70 5 3 0 0 0 * C1 SA 70 35 SA 35 30 SA 100 35 SA 135 40 SA 35 65 MC 70 40 1 0 000 MC 140 40 0 0 000 LI 70 40 70 35 LI 140 40 135 40 TY 75 45 5 3 0 0 0 * Vo1 TY 150 35 5 3 0 0 0 * Vo2 TY 75 80 5 3 0 0 0 * R1=R2=R3=R TY 75 90 5 3 0 0 0 * C1=C2=C3=C

Il mio dubbio filosofico è il seguente. Il circuito è quello di un oscillatore in quadratura avendo tralasciato il circuito di limitazione dell'ampiezza. Dalle condizioni di Barkhausen sulla parte immaginaria so che devo imporre R1C1=R2C2 e fin qui nulla di strano. Così facendo i due integratori introducono uno sfasamento di +90° e -90° tale da rendere lo sfasamento complessivo di anello pari a 0°. Questo accade per tutte le frequenze. Imponendo la condizione di Barkhausen sulla parte reale ho che w=1/RC.

Il mio dubbio è il seguente: Alla pulsazione 1/RC il guadagno di anello è prettamente 1 e fin qui mi sta bene. Per tutte le frequenze inferiori, però, il guadagno di anello è maggiore di 1 ed esse tornano ugualmente in fase dopo un giro nell'anello. Come mai tutte le armoniche a frequenza inferiore non portano in saturazione gli operazionali? Come mai l'unica frequenza cui oscilla il sistema è per w=1/RC. Forse per il troppo studio sto trascurando qualcosa di ovvio che al momento mi sfugge.

Capisco le condizioni di Barkhausen ma se una frequenza viene esaltata dovrebbe tendere a crescere ad ogni giro nell'anello...

Grazie per tutti i commenti. Bennny

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Bennny
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Bennny ha scritto:

90=B0

Non devi dimenticare che il guadagno ad anello chiuso del tuo (e cmq in generale) circuito retroazionato =E8:

G=3DL/(1-L)

dove L=3D guadagno ad anello aperto Il guadagno avr=E0 valore massimo per L=3D1, e nel tuo caso particolare:

1/(2*pi*f*R^2*C^2)=3D1 e quindi:

f=3D1/(2*pi*R*C).

NON DIMENTICARE che quando chiudi l'anello la situazione cambia!! Mi rendo conto che non =E8 semplice capire questa sfumatura, magari qlcun'altro sapr=E0 spiegarla meglio di me, ma la soluzione al tuo quesito =E8 questa :P

Enzo

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Kikko (Enzo)

Grazie mille. Mi hai schiodato da una situazione cui mi ero impelagato. Si, in effetti è logico solo che non ci pensavo. Uno si mette a ragionare in termini di guadagno di anello dimenticando che poi l'anello va chiuso. Giusto... Mi sei stato di grandissimo aiuto.

Grazie Bennny

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Bennny

Quello che ti sfugge non e` per nulla ovvio. Il fatto e` che normalmente, quando si parla di oscillatori, ci si fa l'immagine del segnale che parte, fa un giro lungo l'anello e torna in fase. Questa immagine ha un piccolo difetto: e` completamente sbagliata :-), e da` origine alle incomprensioni che lamenti.

Questa visione semplificata per lo piu` funziona, ma in condizioni un po' critiche mostra i suoi limiti. Se vuoi un altro caso simile, considera ad esempio i criteri si stabilita` con il margine di guadagno: anche li`, in alcuni casi, si puo` pensare che il sistema sia instabile, mentre e` stabile.

Per tornare al tuo problema, quello che devi considerare e` che l'oscillazione si ha per guadagno di anello pari a -1, senza interpretare questa condizione come segnale che torna indietro... La ragione e` che non ci sono ritardi di trasporto nel tuo circuito, e quindi l'immagine del segnale che torna indietro (distinto da quello che e` partito) non e` corretta.

Quello che devi fare e` analizzare la posizione dei poli del circuito (ad esempio usando nyquist, oppure con analisi diretta, o con l'analisi dei sistemi reazionati): se ci sono due poli immaginari puri, o addirittura con parte reale positiva, il sistema oscilla.

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Franco

Herz, mein Herz, sei nicht beklommen und ertrage dein Geschick.
(H. Heine)
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Franco

Grazie Franco, chiaro e rigoroso come sempre. Spesso si cerca di accorciare i procedimenti per non fare troppi conti ma alle volte poi ci si confonde. Seguirò i tuoi consigli.

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Bennny

Il Thu, 30 Jun 2005 10:19:23 GMT, Bennny ha scritto:

In effetti ti hanno già risposto alla grande, ma solo per ribadire il concetto: devi guardare il guadagno ad anello chiuso, e questo normalmente si fa guardando quello ad anello aperto perché poi conosciamo come vanno le cose. La formula è

A/(1-Beta*A)

nel caso di feedback positivo, con A guadagno della catena diretta (se non ricordo male si chiama così) e Beta*A il guadagno d'anello.

Nota che *solo* per Beta*A = 1 hai che il guadagno del tuo oggetto diventa

*infinito*. Una delle cose curiose di un oggetto a guadagno infinito che è che può avere un'uscita *finita* con un ingresso *nullo*. E questa è un'altra definizione di oscillatore :-)

Per Beta*A maggiore di uno, hai comunque un guadagno più piccolo, ad anello chiuso, ed è per questo che l'oscillazione avviene solo intorno a quella frequenza per cui Beta*A = 1.

M
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Michele Ancis

Il motivo per cui non mi piace questo approccio e` che in un oscillatore spesso e` difficile identificare un ingresso, e parlare di guadgno ad anello chiuso puo` provocare perplessita` :-). Quello che funziona di quella formula e` la posizione dei poli, ma oltre al denominatore non si puo` usare nient'altro.

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Franco

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(H. Heine)
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Franco

Ciao Probabilmente l'errore e' questo !! Comunque le condizione per l'innesco sono

1)guadagno di loop maggiore di 1 2)sfasamento nullo.

Se hai un simulatore e' facilissimo controllare queste condizioni aprendo il loop ,giocando sul fatto che l'uscita dal primo opamp e' ad impedenza nulla, quindi basta aprire, e aggiungere un generatore (con impedenza interna nulla) che entra nella R di ingresso del secondo opamp. Controlla (simulazione AC) guadagno (fra generatore e uscita primo opamp) e fase .e ti accorgerai che esiste una sola frequenza che rispetti le due condizioni.

Ciao Giorgio P.S. Franco non tollera il ... giro giro del segnale ...che cresce ..come i bambini !!! In effetti anche la simulazione fornisce questa idea, ma e' dovuta invece ai vari condensatori che si portano alla condizione di tensione finale.

--
non sono ancora SANto per e-mail
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giorgiomontaguti

Mah diciamo che qualsiasi oscillatore l'ingresso (anche se virtuale) ce l'ha, =E8 quello che si definisce disturbo, e che si pu=F2 inserire all'interno in qualsiasi punto della catena...senza il "disturbo" costituito dal rumore elettronico, l'oscillatore non avrebbe nessuna oscillazione...Il rumore lo si considera avere banda infinita, e l'oscillatore "seleziona" solo quella frequenza o range di frequenze che soddisfano le condizioni di cui abbiamo discusso...cos=EC =E8 possibile studiare il guadagno ad anello chiuso e trarre le dovute conclusioni. ;)

Enzo

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Kikko (Enzo)

Franco ha scritto:

Infatti. In questo caso come si procede? Si dovra' comunque tagliare l'anello in un punto per ricavare la fdt, o no?

-- Per rispondermi via email sostituisci il risultato dell'operazione (in lettere) dall'indirizzo

Reply to
Fabio G.

Si`, e trovi il guadagno di anello, o rapporto di ritorno, non il guadagno ad anello chiuso.

--

Franco

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(H. Heine)
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Franco

Ciao Basterebbe leggere i messaggi precedenti !!!

Ciao Giorgio

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giorgiomontaguti

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