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13/11/2014 #1


Oscilador de Colpitts y operacional comparador
Buenas!

Estoy intentando diseñar un detector inductivo de vehículos (me he inventado un poco la traducción), para lo que tengo un oscilador de Colpitts construido (la frecuencia será de entre 30kHz-200kHz, según la bobina) y dándome a la salida una amplitud muy baja, de unos ~250mV de pico (y no consigo aumentarla, aunque con el mismo circuito en Multisim obtengo valores de varios voltios...).

En principio, la baja amplitud no debería ser un problema, ya que el siguiente paso es transformar esta señal senoidal a una onda cuadrada para, posteriormente, medir la frecuencia de oscilación con un microcontrolador.

Para la conversión a onda cuadrada se me ha ocurrido simplemente utilizar un LM358 en modo comparador para que sature la salida, y el valor de referencia para el comparador serían 0V (a cada paso por 0, cambiaría la salida.

A la salida del oscilador tengo un condensador para eliminar la componente de continua, y medido con un multímetro todo está ok, parece que la señal está centrada en cero. Sin embargo, al conectar esta salida a la entrada del comparador, la señal sube hasta ~3V, lo que hace completamente inútil mi comparador.

¿Por qué ocurre esto? ¿No se supone que la impedancia de las entradas de los operacionales es altísima? Y bueno, si se os ocurre alguna manera de aumentar la amplitud de salida, genial.

Un saludo y muchas gracias!
13/11/2014 #2
Moderador general

Avatar de Fogonazo

Colpitts (Oscilador onda cuasi-senoidal) --> Conversión a cuadrada

555 (Oscilador onda cuadrada)

Oscilador Pierce (Oscilador onda cuadrada)

Me ahorro parte de la amplificación y la conversión
13/11/2014 #3


No entiendo bien que es lo que te sucede con el comparador, pero la conversión de senoidal a cuadrada es con un simple operacional sin lazo de realimentación para que satura a la minima señal de entrada, por supuesto que la entrada que + del op irá a masa.

Como dice fogonazo podrías utilizar otro tipo de oscilador para evitar la conversión, pero si ya tienes todo resuelto ese tema, trataría de ver en que estas errando el conversor a cuadrada.
13/11/2014 #4


Gracias por las respuestas. Efectivamente, podría cambiar el tipo de oscilador (miré en su momento el 555, volveré a echarle un vistazo por si simplifica las cosas), pero en casi todas partes el oscilador de Colpitts es del que se habla para esta aplicación.

Lo de detector de vehículos está claro que no es más que un detector de metales, de forma que la inductancia de la bobina vista por el circuito cambie cuando se acerca un metal a ella, y, por tanto, la frecuencia de oscilación. El oscilador Pierce no lo conocía, pero por lo que veo la oscilación la controla un cristal de cuarzo, y no es lo que yo quiero. Para mi aplicación, la bobina (una de gran diámetro) debe ir enterrada en un camino o carretera, por lo que no puedo usar un cristal (la gracia es que la frecuencia cambie cuando algo se detecta).

Lo dicho, voy a ver si alguna configuración de oscilador LC para el 555 me funciona bien y os cuento, pero el tema del comparador me tiene cabreado porque no le veo sentido al salto de tensión. Adjunto captura y el diseño en Multisim, por si acaso.

Gracias de nuevo!
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13/11/2014 #5

Avatar de juanma2468

No te olvides del Q (factor de calidad) de la bobina, en la simulación no es tenido en cuenta ese dato, pero en la vida real eso si afecta al funcionamiento del oscilador haciendo que las amplitudes de la onda senoidal no sean demasiado grande. Es de un valor elevado la inductacia? Ya que la resistencia de la bobina juega un papel fundamental en el oscilador.
15/11/2014 #6


La bobina con la que hago las pruebas es de unos 330uH. Es una bobina de estas pequeñitas, no está hecha por mí. La que finalmente irá enterrada en el camino calculo que tendrá en torno a 50-100uH, pero aún no he pasado a esa fase.

He probado un diseño de oscilador LC con un 555. El circuito es muy sencillo (perfecto) y a amplitud es correcta... pero la frecuencia de oscilación no se ajusta demasiado bien a la teórica, y es bastante más inestable que la obtenida con el oscilador de Colpitts (y la estabilidad de la frecuencia es bastante importante). Tendré que hacer una prueba en una placa perforada o algo, ya que ahora las hago en una protoboard... espero que mejore la cosa, aunque la frecuencia con la que trabajo es relativamente baja (~100kHz).

El circuito lo he sacado de una aplicación para un detector de metales. Adjunto los diseños para simular, por si a alguien le interesa.

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