[Elettronica] Oscillatore con Mosfet
Ciao, sono nuovo del forum ed ho subito bisogno di aiuto!
Per un esame devo dimensionare un circuito dato, rispettando alcuni vincoli. Si tratta di un oscillatore a 3 punti, con stadio amplificatore con mosfet p.
Mentre sono in grado di svolgere l'analisi in dc, ho difficoltà a fare quella in ac, soprattutto per quel che riguarda il taglio dell'anello di retroazione e seguente circuito equivalente. Potete aiutarmi?
VINCOLI -> frequenza di oscillazione = 40KHz
PDC < 20mW
MODELLO PMOS per SPICE -> .model modp PMOS(Level=1 VTO=-0.8 GAMMA=0.45 PHI=0.75 LD=0.09E-06 WD=0 UO=115 LAMBDA=
0.03 TOX=9.5E-9 PB=0.9 CJ=0.93E-3 CJSW=170E-12 MJ=0.5 MJSW=0.35 CGDO=0.35E-9 JS=5E-9
CGBO=0.38E-9 CGSO=0.35E-9)
P.S. ripeto, il MOS è di tipo P
Grazie in anticipo a chiunque mi risponda!!!
Per un esame devo dimensionare un circuito dato, rispettando alcuni vincoli. Si tratta di un oscillatore a 3 punti, con stadio amplificatore con mosfet p.
Mentre sono in grado di svolgere l'analisi in dc, ho difficoltà a fare quella in ac, soprattutto per quel che riguarda il taglio dell'anello di retroazione e seguente circuito equivalente. Potete aiutarmi?
VINCOLI -> frequenza di oscillazione = 40KHz
PDC < 20mW
MODELLO PMOS per SPICE -> .model modp PMOS(Level=1 VTO=-0.8 GAMMA=0.45 PHI=0.75 LD=0.09E-06 WD=0 UO=115 LAMBDA=
0.03 TOX=9.5E-9 PB=0.9 CJ=0.93E-3 CJSW=170E-12 MJ=0.5 MJSW=0.35 CGDO=0.35E-9 JS=5E-9
CGBO=0.38E-9 CGSO=0.35E-9)
P.S. ripeto, il MOS è di tipo P
Grazie in anticipo a chiunque mi risponda!!!
Risposte
Immagino tu debba calcolare il guadagno d'anello [tex]A\beta[/tex]. Come hai detto, è necessario tagliare l'anello e quindi calcolare il guadagno.
Fallo e vediamo dove ti blocchi.
Fallo e vediamo dove ti blocchi.
A dire il vero mi blocco molto presto. Sotto ho postato quello che secondo me è il circuito alle variazioni del mio oscillatore. E' giusto? A questo punto non ho idea di dove e come tagliare l'anello. Ho chiesto ad altri compagni di università ma nessuno mi ha saputo aiutare...
Come proseguo?
Come proseguo?
Non mi sembra che tu abbia tagliano l'anello.
Dovresti tagliare l'anello di retroazione (corto posto tra [tex]v_{C_3}[/tex] e [tex]V_D[/tex]) e calcolare il guadagno tra questi due punti. Provaci.
Dovresti tagliare l'anello di retroazione (corto posto tra [tex]v_{C_3}[/tex] e [tex]V_D[/tex]) e calcolare il guadagno tra questi due punti. Provaci.
Questo è il circuito con l'anello tagliato? Io sapevo che si dovrebbe mettere un generatore di prova all'ingresso (su Vs) e una impedenza sull'uscita (Vc3) uguale a quella vista sul taglio ( $ 1 // gm $ ?) e andare a calcolare il guadagno come $ -Vr // Vt $ . Giusto?
Io taglierei sul gate del mosfet, perché così non è necessario ripristinare l'impedenza a valle (a meno che non consideri perdite di leakage dal gate).
Non riesci a valutare il guadagno d'anello senza sostituire il circuito per piccoli segnali?
Non riesci a valutare il guadagno d'anello senza sostituire il circuito per piccoli segnali?
Purtroppo non riesco,devo ammettere una certa ignoranza in analogica.
Va beh, comincia con il circuito scritto però poi ti consiglio di farlo senza. E' una questione di manualità.
Per il resto, devi fare come hai detto.
Per il resto, devi fare come hai detto.
Mi sono bloccato. Sono riuscito a calcolarmi la corrente Id che scorre sulla resistenza 1/gm in funzione della corrente I tramite semplici calcoli di partitori di corrente. Ora non so come andare avanti,cioè come trovare la corrente I in funzione della I2 del generatore di prova. Potete aiutarmi?
ciao basino!!! eccoci di nuovo qua! che ne dici di vederci in facoltà per risolvere il problema?? ieri sera ho giusto lavorato con questo circuito e se il tuo modello alle variazioni è giusto, dobbiamo vederci per comunicare i risultati!
sono riuscito a trovare la funzione di rete là dove tu ti sei bloccato, ma non ho capito due cose:
- perchè poni dei generatori di corrente se vuoi trovarti la funzione di rete come -Vr/Vt, quali sarebbero Vt e Vr?
- per quale motivo c'è il segno meno in questa funzione?
chiedo solamente... anche perchè so che ti hanno detto che va bene come hai fatto quindi ho fiducia in questo!
sono riuscito a trovare la funzione di rete là dove tu ti sei bloccato, ma non ho capito due cose:
- perchè poni dei generatori di corrente se vuoi trovarti la funzione di rete come -Vr/Vt, quali sarebbero Vt e Vr?
- per quale motivo c'è il segno meno in questa funzione?
chiedo solamente... anche perchè so che ti hanno detto che va bene come hai fatto quindi ho fiducia in questo!
D'accordo per vederci. Ma da lunedì 12 in poi, prima non posso proprio (ne riparliamo in privato poi).
Da quello che ho letto sui lucidi c'è scritto che si può mettere un generatore di tensione e poi calcolare - Vr/Vt (Vt è la tensione di prova e Vr quella sul "carico") oppure si può mettere un generatore di corrente e calcolare - Ir/It ( It è corrente del generatore di prova e Ir la corrente sul "carico"). Il segno meno non so perchè ci vada o meno, l'ho letto dai lucidi e l'ho preso per buono, visto che non è spiegato il perchè.
Da quello che ho letto sui lucidi c'è scritto che si può mettere un generatore di tensione e poi calcolare - Vr/Vt (Vt è la tensione di prova e Vr quella sul "carico") oppure si può mettere un generatore di corrente e calcolare - Ir/It ( It è corrente del generatore di prova e Ir la corrente sul "carico"). Il segno meno non so perchè ci vada o meno, l'ho letto dai lucidi e l'ho preso per buono, visto che non è spiegato il perchè.
"basino":
D'accordo per vederci. Ma da lunedì 12 in poi, prima non posso proprio (ne riparliamo in privato poi).
Da quello che ho letto sui lucidi c'è scritto che si può mettere un generatore di tensione e poi calcolare - Vr/Vt (Vt è la tensione di prova e Vr quella sul "carico") oppure si può mettere un generatore di corrente e calcolare - Ir/It ( It è corrente del generatore di prova e Ir la corrente sul "carico"). Il segno meno non so perchè ci vada o meno, l'ho letto dai lucidi e l'ho preso per buono, visto che non è spiegato il perchè.
puoi dirmi in quli lucidi vedi che riporta il segno meno?
nel nostro caso (se il circuito è esatto) dovremmo usare - Ir / It ... se è così credo di aver trovato la soluzione...altrimenti senza segno meno, come avevo fatto io, il circuito NON oscilla analiticamente.
per il dopo lunedì 12 è ok...
scusate volevo chiedervi un'altra cosa: visto che è una rete a tre punti, non posso trovare direttamente la relazione tra pulsazione e L e C ponendo direttamente Xa+Xb+Xc=0 piuttosto che trovarmi tutta la funzione di rete del circuito e porre Im(B)=0?????
se faccio così viene una relazione carina: omega=sqrt(2/3LC)
ora però basino ha detto che è necessario trovare la A*(ReB)>=1 ponendo come funzione di rete - It/Ir...
non capisco l'utilità e il senso di questo segno meno... anche se spero vivamente che abbia ragione perchè per quanto mi riguarda ho provato a risolvere la funzione di rete come It/Ir e messa così non può oscillare. viene una disequazione di termini positivi mnore di zero.
qualcuno sa rispondere a questo quesito?
vi ringrazio anticipatamente.
se faccio così viene una relazione carina: omega=sqrt(2/3LC)
ora però basino ha detto che è necessario trovare la A*(ReB)>=1 ponendo come funzione di rete - It/Ir...
non capisco l'utilità e il senso di questo segno meno... anche se spero vivamente che abbia ragione perchè per quanto mi riguarda ho provato a risolvere la funzione di rete come It/Ir e messa così non può oscillare. viene una disequazione di termini positivi mnore di zero.
qualcuno sa rispondere a questo quesito?
vi ringrazio anticipatamente.
@metro
Il guadagno può essere calcolato anche utilizzando due generatori di corrente di test.
@basino
Potresti più semplicemente tagliare proprio sul source (quindi con la resistenza [tex]R_3[/tex] riportata sull'uscita). La cosa sembra semplificarsi non poco.
Il guadagno può essere calcolato anche utilizzando due generatori di corrente di test.
@basino
Potresti più semplicemente tagliare proprio sul source (quindi con la resistenza [tex]R_3[/tex] riportata sull'uscita). La cosa sembra semplificarsi non poco.
"K.Lomax":
@metro
Il guadagno può essere calcolato anche utilizzando due generatori di corrente di test.
1)si lo so e infatti ho provato a farlo.
quello che esce è una disequazione (ho preso solo la parte reale perchè quella immaginaria va annullata) che alla fine mi viene come [termini positivi < 0]. ovvio che se metto il segno meno davanti alla funzione di rete come dice basino mi diventa fattibile... ma con quale criterio porre la funzione di rete negativa come -It/Ir e non It/Ir?
2)altra cosa: se si ponesse R3 in fondo (tagliando come dici tu sul source) lascerei anche in quel caso la resistenza 1/gm, oppure va tolta????
Se tagli sul source, la resistenza che vedresti dall'alto sarebbe proprio pari a [tex]1/g_m[/tex]. Indi, deve rimanere e andare in parallelo a [tex]R_3[/tex] sull'uscita.
Il segno dipende semplicemente da come definisci il guadagno d'anello. Per avere maggiori dettagli teorici ti conviene consultare un testo, tipo il Sedra, Smith.
Il segno dipende semplicemente da come definisci il guadagno d'anello. Per avere maggiori dettagli teorici ti conviene consultare un testo, tipo il Sedra, Smith.
Ho seguito le indicazioni di Lomax e sono arrivato ad una conclusione che credo accettabile. Calcolandomi Ir/It (niente segno meno dunque) le condizioni di Barkausen mi portano a dire che $ LCw^2 = 2 / 3 $ e $ R3*gm > 1 $ . Per ottenere questi risultati ho preso le 3 capacità dello stesso valore C, in questo modo i calcoli si sono semplificati.
basino sei grande... forse i conti tornano...
stranamente è saltato fuori anche a me omega=sqrt(2/3LC) e credo che i tuoi calcoli siano esatti perchè non l'ho ricavata facendo im(B)=0 ma sfruttando la formula della rete a tre punti.
frose è la volta buona....
comq se vieni in privato ti racconto che mi ha detto il prof oggi pomeriggio
stranamente è saltato fuori anche a me omega=sqrt(2/3LC) e credo che i tuoi calcoli siano esatti perchè non l'ho ricavata facendo im(B)=0 ma sfruttando la formula della rete a tre punti.
frose è la volta buona....
comq se vieni in privato ti racconto che mi ha detto il prof oggi pomeriggio
"basino":
Ho seguito le indicazioni di Lomax e sono arrivato ad una conclusione che credo accettabile. Calcolandomi Ir/It (niente segno meno dunque) le condizioni di Barkausen mi portano a dire che $ LCw^2 = 2 / 3 $ e $ R3*gm > 1 $ . Per ottenere questi risultati ho preso le 3 capacità dello stesso valore C, in questo modo i calcoli si sono semplificati.
non so a me continua a non portare... spero che sia io a sbagliare qualcosa...
tu quale circuito hai usato? quello con R3 vicino al generatore test o posto all'uscita?
R3 in uscita, semplifica di gran lunga i calcoli. Basta fare 2 partitori di corrente, ti calcoli la corrente I2 sul ramo del condensatore C2 in funzione di It, poi ti calcoli la corrente che vogliamo Id in funzione di I2 e combini i 2 risultati trovando Id in funzione di It ed il gioco è fatto.
"basino":
R3 in uscita, semplifica di gran lunga i calcoli. Basta fare 2 partitori di corrente, ti calcoli la corrente I2 sul ramo del condensatore C2 in funzione di It, poi ti calcoli la corrente che vogliamo Id in funzione di I2 e combini i 2 risultati trovando Id in funzione di It ed il gioco è fatto.
puoi entrare su msn per favore? grazie mille
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