Po upokojitvi sem med oživljanjem svojega starega laboratorija našel nekaj desetletij stare pozabljen RCA 3080 OTA. Uporabil sem jih v svoj projekt vira napotosti s spremenljivo frekvenco od 2Hz do 1KHz, ki ga upablam kot referenčni vir v drog projektov.

 

Osnovno idejo oscilatorja sem povzel in prilogil svijim potrebam iz Analog Databook [1],

teorija sinusnih oscilatorjev je iz načrta sinusnih oscilatorjev [2], 

in ideja o 3-faznem oscilatorju je iz Elektorja 7-8/99 [3].

 

Osnova vezja je medpomnilniški oscilator faza zamika, ki je sestavljen iz treh napatostno krmiljenih nizkopasovnih filtrov, od katerih vsak obrača faza za 60°, in napotno krmiljenega ojačevalnika, ki obrne fazo za dodatnih 180°, in zagotavlja ustrezno ojačanje povratne zanke, tako da je tudi izhod prva filtra pravilne sinusne oblike in ni popačen. Vsak filter na izhodu pravo tako ojača signal za faktor 2, s čimer se frekvenca filtra poveča za isti faktor, kar zmanjša potrebo po ojačanju povratnih zanke. Ojačanje nastavi preprost PI regulator, izmerjeno vremenost zagotovi usmernik s filtrom, sprememba referenčne vrnosti regulatorja spremeni izvodno napotost v oblačju med približno 2 in 6 Vpp. Frekvenca je nastavljana preko integratorja in omejevalnika napetosti v območju približno treh desetletij. Naloga želenega frekvenčnega integratorja je omejiti hitre spremembe frekvence. Omejevalnik zagotavlja, da je napotostna razlika med V- in bais vhodi OTA vsaj 0,65V, nastavi spodnje frekvenčno mejo oscilatorja. Zgornjo frekvenčno mejo določajo upori na baisovih vhodih OTA, ki omejujejo baisov tok na približnem 1 mA. Trimerji so vgrajeni v omejevalne upore, da kompenzirajo amplitudno napako v območju minimalnih frekvenc. Poleg trimerja za nastavitev vhoda bais, v vezju so še trije trimerji za nastavitev izhodnih faznih napetosti in dodetni trimer za zasatno nastavitev ojačanja povratne zanke oscilatorja.

 

Frekvenčno območje spreminjajo filtrirni kondenzatorji, za vrednosti C = 2,2 nF je območje med 5 Hz in 21 KHz, en obrat potenciometra pokriva celotno tonsko območje. Za vrednosti C = 47nF je razpon od 2 Hz do 1,1 KHz, za vrednosti C = 470nF pa je razpon od 2 Hz do 110 Hz. Frekvenčne in izhodne faze najetosti se interno namestijo z dvema potenciometroma ali preko mostičkov iz zunanjih napotosti virov. Vhod VCO je v območju ±10 V, vhod amplitude pa je od 0 do -10 V. Napajalna napetost oscilatorja je ±4,5V.

 

Vezje ni popolnoma optimizirano, vendar deluje zanesljivo. Ima pa tudi pomanjkljivosti. Kalibracija je zahtevna, amplituda signala je kljub regulaciji okoli 3. Delovanje pri nizkih frekvencah zahteva veče vrednosti kondenzatorjev usmerniška filtra, kar pomenih veče časovne konstante in težave z dinamiko regulacije izhodne napetosti. Pri obratovanju nad 30 KHz je potrebno zaradi popačenja zvezd izhodne napotosti. Nisem razviti vezja v teh smerih.

 

[1] Nacionalni polprevodniški operativni ojačevalniki Databook, OTA LM13700, 1995,

[2] Texas Instruments, Analog Applications Journal 2000,

[3] Elektor 7-8/99, Burr-Brown aplikacija UAF42