2.3 Relaxatie-oscillator

Een mogelijke oorzaak dat de schakeling niet oscilleert op de verwachte frequentie, zou kunnen zijn
dat de belasting van de sensor in het netwerk te groot is door de lage uitgangsimpedantie van de
inverter. Dit kan een probleem vormen voor de sensor, die namelijk bij een te grote belasting invloed
ondervindt van stoorresonanties (activity dips), waardoor de impedantie kan toenemen 7 .
Met weerstand R 1 kunnen we de uitgang van de inverter die een lage en niet-lineaire uitgangsimpedantie
heeft, verhogen. Hierdoor wordt de sensor minder gedempt.
We proberen bovenstaande schakeling opnieuw uit. We nemen voor R 1 een instelbare weerstand, zodat
we kunnen kijken wat voor gevolg dit heeft. Bij vergroten van de weerstand tot zelfs 100 kΩ krijgen
we wel allemaal vreemde oscillaties, maar zeker geen harmonisch signaal in de buurt van de verwachte
frequentie.
2.2.1.3 Overdracht
Om meer inzicht te krijgen in waarom dit circuit niet wil oscilleren op de verwachte frequentie, is het
zinvol de overdracht te berekenen van het netwerk van figuur 2.10. Hierdoor kunnen we controleren
op welke wijze aan de Barkhausen criteria kan worden voldaan. We noemen de instelbare weerstand
van hierboven R 1 .
Om de overdracht te berekenen maken we gebruik van het volgende netwerk (figuur 2.11):
R 1
Z C1
Ingang
C 1
0
C0 5.4n
PZT Sensor
Z C2
Z x
Rs 2.16k
Ls 1.586
Cs 411.7p
0
Figuur 2.11. Netwerk met sensor
C 2
Uitgang
We bekijken hoe groot de overdracht is bij de genomen waarden van C 1 en C 2 van 10nF en een R 1 van
12 kΩ uit de vorige Pierce-schakeling.
er geldt:
C 1 =10nF C 2 =10nF R 1 =12kΩ
Z ( )
1
C1 ~ = en Z ( )
1
C2 ~
j $ ~ $ C
= (2.9)(2.10)
1
j $ ~ $ C2
17