LTspiceIV - Simulare un oscillatore in AC Analysis

[Fedhman]

Buongiorno

Sto cercando di simulare su LTspiceIV questo:

I primi due op amp fan da ponti di Wien (beeen distorti ma oscillanti, mi importa solo che oscillino), il terzo fa da mixer.

Avete qualche suggerimento su come simularlo in AC?
All'inizio i due generatori di alimentazione li avevo lasciati a 5 V (come nell'analisi del transitorio), ma giustamente Spice protestava, così li ho sostituiti con due "AC amplitude = 1"
È corretto simularlo così?

Guardate che orrida uscita (puntale rosso sullo schema), ho messo più punti per decade ma ottengo lo stesso risultato

Wp1 e Wp2:

[Fedhman]

Dimenticavo, i due ponti oscillano a circa 200 kHz (ma forse ho sbagliato qualche calcolo, lo davo per scontato ma il diagramma di Bode mostra il picco sui 400 kHz - per ora non ha importanza). Il secondo ha un condensatore da 25 pF anzichè da 20 pF, il che è voluto.

Allego il codice Spice se a qualcuno interessa:

Codice: Seleziona tutto

Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE -1056 -256 -1072 -256
WIRE -960 -256 -976 -256
WIRE -672 -256 -688 -256
WIRE -576 -256 -592 -256
WIRE -176 -256 -192 -256
WIRE -80 -256 -96 -256
WIRE -912 -208 -928 -208
WIRE -528 -208 -544 -208
WIRE -224 -176 -240 -176
WIRE -1168 -128 -1200 -128
WIRE -1072 -128 -1072 -256
WIRE -1072 -128 -1088 -128
WIRE -1056 -128 -1072 -128
WIRE -784 -128 -816 -128
WIRE -688 -128 -688 -256
WIRE -688 -128 -704 -128
WIRE -672 -128 -688 -128
WIRE -224 -128 -224 -176
WIRE -192 -128 -192 -256
WIRE -192 -128 -224 -128
WIRE -176 -128 -192 -128
WIRE -960 -112 -960 -256
WIRE -960 -112 -992 -112
WIRE -928 -112 -928 -208
WIRE -928 -112 -960 -112
WIRE -576 -112 -576 -256
WIRE -576 -112 -608 -112
WIRE -544 -112 -544 -208
WIRE -544 -112 -576 -112
WIRE -80 -112 -80 -256
WIRE -80 -112 -112 -112
WIRE -32 -112 -80 -112
WIRE 80 -112 48 -112
WIRE -1056 -96 -1072 -96
WIRE -928 -96 -928 -112
WIRE -672 -96 -688 -96
WIRE -544 -96 -544 -112
WIRE -176 -96 -192 -96
WIRE -1200 -80 -1200 -128
WIRE -816 -80 -816 -128
WIRE -224 -80 -224 -128
WIRE -224 -80 -240 -80
WIRE -192 -64 -192 -96
WIRE -1360 -48 -1360 -64
WIRE -1360 -48 -1424 -48
WIRE -1424 -32 -1424 -48
WIRE -1360 -32 -1360 -48
WIRE 80 -32 80 -48
WIRE -928 0 -928 -16
WIRE -544 0 -544 -16
WIRE -1072 80 -1072 -96
WIRE -928 80 -928 64
WIRE -928 80 -1072 80
WIRE -688 80 -688 -96
WIRE -544 80 -544 64
WIRE -544 80 -688 80
WIRE -928 96 -928 80
WIRE -928 96 -976 96
WIRE -880 96 -928 96
WIRE -544 96 -544 80
WIRE -544 96 -592 96
WIRE -496 96 -544 96
WIRE -976 192 -976 176
WIRE -880 192 -880 160
WIRE -592 192 -592 176
WIRE -496 192 -496 160
FLAG -976 192 0
FLAG -880 192 0
FLAG -1024 -144 Val+
IOPIN -1024 -144 In
FLAG -1024 -80 Val-
IOPIN -1024 -80 In
FLAG -592 192 0
FLAG -496 192 0
FLAG -640 -144 Val+
IOPIN -640 -144 In
FLAG -640 -80 Val-
IOPIN -640 -80 In
FLAG -912 -208 Wp1
IOPIN -912 -208 Out
FLAG -528 -208 Wp2
IOPIN -528 -208 Out
FLAG -144 -144 Val+
IOPIN -144 -144 In
FLAG -144 -80 Val-
IOPIN -144 -80 In
FLAG -192 -64 0
FLAG -320 -176 Wp1
IOPIN -320 -176 In
FLAG -320 -80 Wp2
IOPIN -320 -80 In
FLAG -1424 -32 0
FLAG -1360 -144 Val+
IOPIN -1360 -144 In
FLAG -1360 48 Val-
IOPIN -1360 48 In
FLAG 80 -32 0
FLAG -1200 -80 0
FLAG -816 -80 0
SYMBOL res -992 80 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 39k
SYMBOL cap -896 96 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 20p
SYMBOL res -1072 -240 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 220k
SYMBOL res -1184 -112 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 102k
SYMBOL res -944 -112 R0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 39k
SYMBOL cap -944 0 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 20p
SYMBOL POLITO\\TL081 -1024 -176 R0
SYMATTR InstName W1
SYMBOL res -608 80 R0
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 39k
SYMBOL cap -512 96 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 20p
SYMBOL res -688 -240 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R6
SYMATTR Value 220k
SYMBOL res -800 -112 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value 102k
SYMBOL res -560 -112 R0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value 39k
SYMBOL cap -560 0 R0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 20p
SYMBOL POLITO\\TL081 -640 -176 R0
SYMATTR InstName W2
SYMBOL res -192 -240 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R9
SYMATTR Value 200k
SYMBOL POLITO\\TL081 -144 -176 R0
SYMATTR InstName M1
SYMBOL res -224 -96 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R10
SYMATTR Value 100k
SYMBOL res -224 -192 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R11
SYMATTR Value 100k
SYMBOL voltage -1360 -160 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 5
SYMBOL voltage -1360 -48 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 5
SYMBOL cap 64 -112 R0
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 20n
SYMBOL res -48 -96 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value 560
TEXT -1388 -264 Left 2 !tran 0 0.5m 0 10u startup
TEXT -944 272 Left 2 !; DA FARE: step di C3 in pico, da 10 a 30 magari


[DoeM]

All'inizio i due generatori di alimentazione li avevo lasciati a 5 V (come nell'analisi del transitorio), ma giustamente Spice protestava, così li ho sostituiti con due "AC amplitude = 1"
È corretto simularlo così?

No. Cosa vuoi ottenere esattamente? Probabilmente un'analisi AC non è lo strumento corretto. Se si parla di oscillatori, solitamente, le analisi più utili sono TRAN e PSS (disponibile solo con SpectreRF, per quanto ne so).

[Fedhman]

No. Cosa vuoi ottenere esattamente? Probabilmente un analisi AC non è lo strumento corretto. Se si parla di oscillatori, solitamente, le analisi più utili sono TRAN e PSS (disponibile solo con SpectreRF, per quanto ne so).

Grazie per l'interessamento - vorrei esattamente l'analisi AC, mi interessa il diagramma di Bode dell'uscita, dopo il filtro passa basso; solo che esce quel casino, non so se sbaglio io a simulare. Quelli delle uscite dei ponti li ho postati come immagine.

L'analisi in transitorio l'ho già fatta e "archiviata". Non so cosa sia l'analisi PSS, mi informo.

[DoeM]

Grazie per l'interessamento - vorrei esattamente l'analisi AC, mi interessa il diagramma di Bode dell'uscita, dopo il filtro passa basso; solo che esce quel casino, non so se sbaglio io a simulare.

Ripeto che quello che vuoi ottenere, probabilmente, non è il risultato di un'analisi AC. Non con quel circuito, almeno. Innanzitutto, hai chiaro il fatto che l'analisi AC ti dà la funzione di trasferimento tra ingresso ed uscita? Nel tuo caso, l'ingresso qual è...?
Quello che hai fatto ora è stato plottare i diagrammi di Bode della fdt tra alimentazione ed uscita. Non credo tu volessi ottenere questo.
Quindi, riformulo la domanda: cosa ti aspetti di vedere da quel diagramma di Bode, per quel circuito?

PS Se vuoi solo vedere la fdt del filtro in uscita, stai solo sbagliando ingresso. Altrimenti, il problema è più ad alto livello.

[Fedhman]

Hai colto nel segno, finora ho sempre dato per scontato che l'ingresso fosse nel punto "corretto", e quindi mi aspettavo la funzione di trasferimento tra ingresso e uscita. Qui non c'è l'ingresso, l'ho messo io a caso sull'alimentazione, quindi ho fatto una boiata.

Mmm quindi AC non è la modalità corretta? (Non potendo mettere un generatore "small signal" come ingresso, perché l'ingresso non c'è).

A questo punto immagino che la PSS segnalatami permetta di visualizzare lo spettro di frequenze presenti al punto desiderato. Mi sfugge in che modo lo faccia o se usi delle funzioni di trasferimento, però ci credo.

[DoeM]

Mmm quindi AC non è la modalità corretta? (Non potendo mettere un generatore "small signal" come ingresso, perché l'ingresso non c'è).

A questo punto immagino che la PSS segnalatami permetta di visualizzare lo spettro di frequenze presenti al punto desiderato. Mi sfugge in che modo lo faccia o se usi delle funzioni di trasferimento, però ci credo.

Se vuoi vedere come il circuito oscilla, con che guadagno, con che attenuazione per effetto del filtro ed in che modo lavori il mixer, l'analisi che stai cercando è proprio la PSS. Il funzionamento è estremamente interessante, ti consiglio di dare un'occhiata alla letteratura sul tema.
Link interessanti:
Introduction to RF Simulation and its Application
SpectreRF Overview
SpectreRF Theory