Simulatori & modelli

[carloc]

Vorrei riaccendere la discussione su questo problema: Oscillatore onda quadra con TL082 proposto da rusty ed in particolare la domanda posta da IsidoroKZ...

...perché questo circuito

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simulato con LTSpice (circuito e modello dell'opamp nel thread originale) funziona perfettamente, ma in realtà nò?

[Candy]

Forse LTSpice non sa che in D1 non circola corrente utilie alla sua accensione... Un bug del programma?
Adesso guardo il DS dell'integrato.

[Candy]

Parimenti la resistenza di 10 ohm, nella fase in cui D2 dovrebbe accendersi, impedisce al terminale di uscita di raggiungere una tensione sufficientemente alta, causa la limitazione interna di corrente... Un altro bug di LTSpice?

[IsidoroKZ]

Credo che la resistenza di uscita dovesse essere da 10kohm o qualcosa del genere. Non ho provato a simulare il circuito, non so che limitazione interviene sulla corrente di uscita.

[Candy]

Ragionando sullo schema compondente, la limitazione è dalle parti di 27 mA.

[carloc]

Allora, premesso che non è un bug di LTSpice nel senso che LTSpice simula correttamente il circuito inserito, solo il circuito inserito non modella la realtà proprio correttamente....

io intanto vedrei perché non funziona nel mondo reale, per fare questo evidenzierei il collegamento di riferimento

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e poi sdoppiando il generatore di alimentazione ed applicando Thevenin...

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supponiamo ora che l'uscita del opamp sia saturata alta, per accendere D2, vediamo che la corrente ILED deve comunque passare per la resistenza di Thevenin (5 kohm). Trascurando pure per il momento le altre correnti nel riferimento -le altre resistenze sono decine di kohm e comunque "peggiorano" solo la situazione- e nel massimo ottimismo per la caduta sull'opamp non restano che 5-6V via 5 kohm per accendere il LED..... meno di 1mA

Del resto a questo punto la tensione al riferimento non è Vcc/2 come supposto nell'analisi "classica" e questo modifica il guadagno di anello e le tensioni agli ingressi, non ho fatto conti ma non ho difficoltà a credere che l'oscillazione neanche si inneschi e che l'ipotesi di uscita alta rimanga tale...

Not to mention la probabilità elevata di uscire dal range in modo comune degli ingressi e magari incappare pure nel phase-reversal

Insomma non funziona, a questo punto è anche chiaro che un buffer, un inseguitore di tensione sul riferimento Vcc/2 potrebbe migliorare molto la situazione sempre che sia in grado di assorbire/generare la corrente nei LED senza variare troppo la sua uscita.

Ma invece nella simulazione vediamo l'oscillazione regolare, la corrente nei LED intorno ai 27mA (limite di corrente direi) e la tensione in uscita dall'opamp praticamente limitata alla caduta sui LED (i 10ohm in serie in pratica è come non ci fossero)

[Candy]

Tu sei come quelli dell'ENEL che mettono il sezionatore sul neutro, per comodità, poi non tirano i bulloni... Non avevo proprio notato.

[carloc]

[...] poi non tirano i bulloni... [...]

Eh sì ricorda vagamente quel discorso sul neutro appeso.....

Quindi che non funziona mi pare chiaro, invece l'ultima versione proposta nel thread originale

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si nota che funziona grazie al fatto di aver "dirottato" le correnti dei LED dal riferimento Vcc/2 per scorrere direttamente dall'alimentazione via l'opamp -una alla volta ovviamente-.

Tutto ciò però non dice niente riguardo il perché la simulazione invece funziona allegramente...
Come detto è un problema di circuito inserito, e visto che quello che si vede è uguale a quello vero si dovrebbe vedere il circuito che non si vede

[carloc]

Ho provato a simulare questo semplice circuito...

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... qualcuno vuol provare ad applicare KCL al "nodone" U1 ? Cinque piedini cinque... quello che entra deve uscire...

[carloc]

Beh concluderei il discorso...

KCL all'opamp lascia un po' perplessi, lasciando pure perdere le decine di pA negli ingressi (corrente di saturazione inversa dei gate dei JFET all'ingresso) si notano circa 5.8 mA che entrano dal piedino di alimentazione positiva (3) ed escono praticamente identici dal piedino di alimentazione negativa (4)... sì ok ma l'opamp sta fornendo 12mA al carico da dove vengono?

Certamente non abbiamo violato qualche legge fisica... semplicemente il circuito che stiamo simulando non modella la realtà come ci aspettiamo.
In particolare molti modelli di opamp generano l'uscita con un generatore dipendente di tensione o corrente riferito al nodo comune, il famoso nodo 0 dei simulatori.

Semplificando al massimo lo stadio di uscita è qualcosa del genere (insieme ai due LED del circuito originale)

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Vediamo che in questo caso la corrente dei LED si "richiude" via nodo 0 senza provocare cadute sulle resistenze del riferimento Vcc/2 e quindi senza essere da loro limitata o sballare l'anello di reazione.

Abbiamo cioè un operazionale con 6 piedini, non cinque come credevamo Inutile dire che anche cercare di stimare il consumo di corrente dall'alimentazione con un modello simile è pura utopia.

Once more

...per usare un simulatore si deve sapere più elettronica di lui...