op-amp osilatörler tuhaf çıktı

Opamp kullanarak bir sinüs dalga osilatörü inşa etmeye çalışıyorum, ama garip çıktı alıyorum. Saf sinüs dalga çıkışı elde etmek için yardıma ihtiyacınız var.

Devre Şeması:

Devre Tanımı:

Devre, düzenli 3 kademeli tamponlu RC faz kaydırma osilatörüne ( buradan esinlenerek ) benzer. Op-amp U2B eklenir, böylece U1A amplifikatör direnci ( R1, R2 ve R3 ) onlarca kilo-ohm (100'lü Kohm değil) değerlere sahiptir. Osilatör Çıkışı U2B pin 7'de (OUT) gözlenir . + 15V / 0V / -15V elde etmek için şematikte gösterildiği gibi iki bağımsız güç kaynağı bağlanır .

R3 , amplifikatör kazancını değiştirmek için kullanılır. R4 ve R5 , osilatör frekansını değiştirmek için kullanılır. Hedef Çıkış Frekansı 400Hz'dir.

Sorun:

• Üst Dalga Biçimi: IC U2B pin 5 (Evirmeyen Giriş) GND ile
• Alt Dalga Formu: GND ile IC U2B pin 7 (Çıkış)

U2B pin 7'deki (çıkış) (Alt Dalga Formu) sinüs dalgasının negatif döngüsü bozuk. Bu bozulma bir çeşit dalgalanma / gerilim salınımlarıdır. Bunun nedeni nedir? & Ondan nasıl kurtulurum?

Şimdiye kadar denedim:

1. İlk tahminim -15V güç kaynağında bir sorun olmasıydı. Bu yüzden güç kaynaklarını değiştirdim, ancak bozulma hala negatif döngüde kaldı. (Güç kaynağıyla ilgili bir sorun varsa, güç kaynağını değiştirdikten sonra bozulmanın pozitif döngüde olmasını bekliyorum)
2. IC U2 değiştirildi (LM358 Dual op-amp). Yine de aynı bozulma.
3. IC U1 değiştirildi (LM358 Dual op-amp). Yine de aynı bozulma.
4. Aşağıda gösterildiği gibi IC U3 eklendi. U3A pin 1'deki çıkış (Çıkış), Üst Dalga Formu (osiloskopta) gibi saf bir sinüs dalgasıdır. Bu yüzden U2B'den amplifikatör bağlantısını (R1) çıkardım ve U3A'ya bağladım. Daha sonra U3A'nın çıkışı da Alt Dalga Formu (osiloskopta) gibi bozuldu ve U2B'nin dalga formu saf sinüs dalgası oldu.
5. Aşağıda gösterildiği gibi IC U3B kullanıldı. Yine U3A pin 1'deki (Çıkış) çıkış bozuluyor.
6. Yukarıdaki şemadan U3B'yi çıkardım ve U3A pin 1'e (çıkış) sadece 1 Kohm yük ekledim, yine çıkış bozuldu, ancak bu sefer bozulma daha düşük.

Soru biraz uzun, ama mümkün olduğunca fazla ayrıntı vermek istedim. İki gündür başımı çatlatıyorum. Lütfen yardım et. TIA.

Düzenle:

1. Bimpelrekkie'nin yorumlarda belirttiği gibi, her IC'ye (çift opamp) bir adet 100nF kapasitör ve ayrıca + 15V / 0v ve -15V / 0V arasında iki adet 1uF kapasitör ekledim. Bunun bozulmayı etkilemedi. Ayrıca R2 ve R3'e 22pf kapasitör ekledim. Bu, bozulmayı azalttı, ancak aşağıda gösterildiği gibi ortadan kaldırmadı:

Pozitif Döngü: Bozulma yok

Negatif Döngü: Azaltılmış fakat hala var - bozulma Ama bu sinüs dalga frekansını etkilediğinden yapmak istediğim bir şey değil.

Ayrıca daha önce bahsetmediğim bir şey, değişken dirençlerin (ön ayar) soruna neden olabileceğini düşündüm, bu yüzden onları kısalttılar, ama başarı yok.

DÜZENLEME 2: (Sorun Çözüldü)

Yorumlarınızı ve cevaplarınızı okuduktan sonra aşağıdakileri denedim:

1. (Deney 7) Olin Lathrop ve analogsystemsrf'ler (analogsystemsrf'in cevabında belirtildiği gibi problem kararlılık / faz marjı ile ilgiliydi, ancak U2B'nin çıkışı raylara yakın değildi (+ 15V veya -15V), 2V ila 3V zirveden tepeye ortalanmış 0V) cevapları bana istikrarı ve marjları ( öğreticiler ) anlamamı ima etti . Bu yüzden devreyi aşağıda verildiği gibi denedim: Çıkış salınıyordu (bu yüzden bozulma çoğunuz tarafından gösterildiği gibi salınımlardı) ve kararlı bir DC çıkışı değildi. Böylece R13'ün -15V ile olan bağlantısını kestim ve + 15V'ye bağladım ve çıkış kararlıydı. Yani sinüs dalgasının negatif yarı döngüsü sırasında opamp dengesiz bölgede itiyordu (ne olduğunu bilmiyorum).

2. (Deney 8) Bu yüzden opampı bir snubber kullanarak telafi ettim ( burada gösterildiği gibi ). Son devre aşağıda gösterildiği gibidir. Ve BRAVO !! sorun çözüldü. Çıkışlar artık sabittir (istenmeyen salınımlar / bozulmalar olmadan).

Şimdi, sorun çözülse bile, soru şimdi ..

1. LM358 neden pozitif voltajlar için negatif kazançlarda birlik kazanımlarında kararlıdır?
2. Bu tür problemler sadece uygun bir opamp seçilerek önlenebilir mi? Evetse, uygun bir opamp nasıl seçerim?
3. Kararlılık (matematiksel olarak) tüm opamp devrelerinde açıklanacak mı yoksa sezgisel olarak (hesaplamalar olmadan) bir devrenin kararlı olacağına karar verebilir mi? (Nasıl?)
4. U2B'nin kararlılık sorunu vardı, neden U1B veya U2A'da aynı sorun yoktu? (Bu opampların çıkışını kontrol ettim ve kararlı / saf sinüs olduğunu gördüm.)

Son olarak, bunu çözmeme yardım ettiği için herkese teşekkür etmek istiyorum. Çok teşekkür ederim!

Muhtemelen çok fazla akım batıyorsunuz. İşte TI LM358 veri sayfasının bir bölümü: 10V civarında bir salınım olduğunu varsayarsak, yaklaşık 10mA'lık bir kaynak / lavabo alacaksınız.

Opamp davranışının çıkış akımından bağımsız olduğunu düşünmek isteriz, ancak bu her zaman böyle değildir. Kaynak / batma akımınız arttığında, opamp performansı düşer. Böylece 1mA'da kararlı bir opamp 10mA'da kararsız hale gelebilir.

Senaryo 6 deneyinizi tekrarlamaya çalışın, ancak 1k direncini 10k dirençle değiştirin.

Temel problem, U2B'nin salınmasıdır.

Unity kazancında kullandığınızı unutmayın. Bu amperlerin birlik kazancı istikrarlı olması amaçlanıyor gibi görünüyor, ancak elbette orada diğer kazançlardan daha az marj olacak.

Şimdi etrafına bakmalı ve bu amperin neden olmaması gerektiğinde salındığını görmelisiniz. Bu muhtemelen paketin içindeki kuplajdan kaynaklanmaktadır. Bu, baypas kapaklarını kontrol etmenize neden olan güçlü bir ipucu olmalıdır. İşte o zaman "D'oh! Baypas kapaklarını unuttum!" .

Devrenin genlik büyümesini kısıtlayacak bir şey olmadığı göz önüne alındığında, tepe voltajlarının opamplardan birini raylı raya yakın operasyona zorladığını ve faz marjı kararsız bölgeye düştüğünü düşünüyorum.