Problema di simulazione dell'oscillatore Minimoog LTSpice


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Sto eseguendo una simulazione sull'oscillatore Moog Minimoog modello D in LTSpice. Di seguito è riportato il circuito con i modelli necessari.

Mini oscillatore MOOG

La generazione dell'onda quadra e dell'onda triangolare funziona come previsto. Il problema che sto riscontrando è con la ricarica del condensatore C4. La rampa di ricarica non va a 5 V secondo la descrizione schematica originale, ma raggiunge solo ~ 4 V. La descrizione schematica (sezione 2.3) recita:

Descrizione schematica

Senza tensione applicata sulla base del transistor Q3, 5uA sta caricando negativamente la parte inferiore del condensatore C4. Questa rampa è tamponata dallo stadio U6 e Q5 e presentata all'ingresso negativo del comparatore U5. Quando la rampa raggiunge 0 V, il comparatore si innesca e produce un impulso + 10 V che accende il JFET J1 e riporta la parte inferiore del condensatore a 5 V. Beh, almeno in teoria.

Ho verificato lo schema molte volte e verificato che (compresi i modelli utilizzati) sono gli stessi del modello D. Ho anche simulato il circuito con una rampa 5V-0V all'ingresso del buffer U6, e questo produce risultati corretti.

Se qualcuno ha qualche idea del perché ci sia un ~ 1V residuo attraverso il condensatore e se c'è un modo per risolverlo, sarei grato.

FullOscillator.asc

Version 4
SHEET 1 1664 1252
WIRE -1088 -496 -1120 -496
WIRE -1072 -496 -1088 -496
WIRE -976 -496 -1024 -496
WIRE -1232 -464 -1232 -496
WIRE -1120 -400 -1120 -496
WIRE -1120 -400 -1136 -400
WIRE -1088 -400 -1120 -400
WIRE -976 -400 -976 -496
WIRE -976 -400 -1008 -400
WIRE -960 -400 -976 -400
WIRE -1232 -352 -1232 -384
WIRE -1184 -352 -1232 -352
WIRE -960 -352 -960 -400
WIRE -880 -352 -960 -352
WIRE -768 -352 -800 -352
WIRE -1552 -320 -1632 -320
WIRE -1392 -320 -1472 -320
WIRE -1392 -304 -1392 -320
WIRE -1328 -304 -1392 -304
WIRE -1216 -304 -1264 -304
WIRE -768 -304 -768 -352
WIRE -336 -288 -336 -336
WIRE -960 -272 -960 -352
WIRE -960 -272 -1024 -272
WIRE -1632 -256 -1632 -320
WIRE -1632 -256 -1840 -256
WIRE -1216 -256 -1216 -304
WIRE -1184 -256 -1184 -352
WIRE -1184 -256 -1216 -256
WIRE -1136 -256 -1136 -400
WIRE -1136 -256 -1184 -256
WIRE -1088 -256 -1136 -256
WIRE -960 -240 -1024 -240
WIRE -560 -240 -960 -240
WIRE -448 -240 -480 -240
WIRE -1392 -192 -1392 -304
WIRE -1328 -192 -1392 -192
WIRE -1216 -192 -1216 -256
WIRE -1216 -192 -1264 -192
WIRE -1632 -176 -1632 -256
WIRE -1456 -176 -1632 -176
WIRE -448 -176 -448 -240
WIRE -336 -176 -336 -208
WIRE -336 -176 -448 -176
WIRE 288 -176 -336 -176
WIRE 512 -176 512 -224
WIRE -1456 -160 -1456 -176
WIRE -1632 -144 -1632 -176
WIRE -1392 -128 -1392 -192
WIRE -1392 -128 -1408 -128
WIRE -560 -128 -608 -128
WIRE -448 -128 -448 -176
WIRE -448 -128 -480 -128
WIRE -608 -80 -608 -128
WIRE -752 -64 -752 -96
WIRE 512 -64 512 -96
WIRE 688 -64 512 -64
WIRE -1632 -32 -1632 -80
WIRE -1456 -32 -1456 -64
WIRE -1456 -32 -1632 -32
WIRE 512 -32 512 -64
WIRE -560 -16 -608 -16
WIRE -448 -16 -448 -128
WIRE -448 -16 -480 -16
WIRE -416 -16 -448 -16
WIRE -304 -16 -336 -16
WIRE -272 -16 -304 -16
WIRE -160 -16 -192 -16
WIRE 112 -16 16 -16
WIRE -1632 0 -1632 -32
WIRE -1312 0 -1376 0
WIRE -1200 16 -1248 16
WIRE 16 16 16 -16
WIRE -1312 32 -1456 32
WIRE -752 32 -752 16
WIRE -752 32 -800 32
WIRE -688 32 -752 32
WIRE -1104 48 -1104 -32
WIRE -800 48 -800 32
WIRE 112 48 112 -16
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WIRE -1168 96 -1200 96
WIRE -864 96 -1168 96
WIRE -304 96 -304 -16
WIRE -272 96 -304 96
WIRE -1632 112 -1632 80
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WIRE -1456 112 -1632 112
WIRE -160 112 -160 -16
WIRE -160 112 -208 112
WIRE -112 112 -160 112
WIRE 16 112 16 96
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WIRE 288 112 16 112
WIRE 512 112 512 48
WIRE -688 128 -688 32
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WIRE -272 128 -304 128
WIRE -800 176 -800 144
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WIRE 1024 176 1024 96
WIRE 1136 176 1136 96
WIRE -1376 192 -1376 0
WIRE -1104 192 -1104 144
WIRE -1104 192 -1376 192
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WIRE -960 192 -1104 192
WIRE -464 192 -464 128
WIRE 912 192 912 176
WIRE -416 208 -416 128
WIRE -304 256 -304 128
WIRE -272 256 -304 256
WIRE 288 256 -192 256
WIRE -1376 272 -1536 272
WIRE -1296 272 -1376 272
WIRE 672 272 512 272
WIRE -800 288 -800 256
WIRE -304 288 -304 256
WIRE -1376 304 -1376 272
WIRE 672 304 672 272
WIRE -544 320 -544 128
WIRE -496 320 -544 320
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WIRE -1536 336 -1536 272
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WIRE -1440 384 -1472 384
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WIRE 512 384 512 352
WIRE -384 416 -384 336
WIRE 288 416 -384 416
WIRE 512 416 512 384
WIRE -1584 432 -1632 432
WIRE -1536 432 -1584 432
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WIRE -1840 480 -1840 384
WIRE -544 480 -544 352
WIRE -512 480 -544 480
WIRE -384 480 -384 416
WIRE -384 480 -432 480
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WIRE -544 512 -544 480
WIRE -1472 544 -1504 544
WIRE -1376 544 -1408 544
WIRE -1296 544 -1296 272
WIRE 512 560 512 496
WIRE -1840 656 -1840 560
WIRE -1296 656 -1296 544
WIRE -1296 656 -1392 656
WIRE -1584 672 -1584 576
WIRE -1552 672 -1584 672
WIRE -1504 672 -1504 544
WIRE -1504 672 -1552 672
WIRE -1456 672 -1504 672
WIRE 512 672 512 640
WIRE -1296 688 -1392 688
WIRE -1552 704 -1552 672
WIRE -1296 752 -1296 688
WIRE -1552 800 -1552 768
FLAG 1024 176 0
FLAG 1024 16 +10V
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FLAG 912 176 0
FLAG 1136 176 0
FLAG -608 -80 0
FLAG -608 -16 -10V
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FLAG 112 48 0
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FLAG -304 384 0
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FLAG -464 192 0
FLAG 288 416 TRI
FLAG -464 368 +10V
FLAG -544 592 +10V
FLAG -464 304 -10V
FLAG 512 -224 TRI
FLAG 512 112 SAW
FLAG 688 -64 BENT
FLAG 512 384 DUTY
FLAG -336 -336 +10V
FLAG 288 -176 SAW
FLAG -416 208 0
FLAG -768 -304 0
FLAG -1280 -16 +10V
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FLAG -1424 704 -10V
SYMBOL voltage 912 0 R0
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WINDOW 39 0 0 Left 0
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SYMATTR Value 5
SYMBOL voltage 1024 0 R0
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SYMATTR Value 10
SYMBOL voltage 1136 0 R0
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WINDOW 39 0 0 Left 0
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SYMATTR Value -10
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SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 4.02K
SYMBOL res -464 -144 R90
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SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 5.6K
SYMBOL Opamps\\UniversalOpamp2 -464 336 M180
SYMATTR InstName U1
SYMBOL res -320 -32 R90
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SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 1K
SYMBOL res -176 -32 R90
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SYMBOL Opamps\\opamp2 -240 176 M180
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SYMATTR Value 220K
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SYMATTR Value 500p
SYMBOL res -1568 -304 R270
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SYMATTR Value 100K
SYMATTR SpiceLine tol=1 pwr=0.1
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SYMATTR InstName D1
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SYMBOL res -1248 -480 R0
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SYMATTR Value 2K
SYMATTR SpiceLine tol=1 pwr=0.1
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SYMBOL voltage -1840 464 R0
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SYMATTR InstName V8
SYMATTR Value 0mV
SYMBOL npn -1472 336 M0
SYMATTR InstName Q4
SYMBOL res -1600 480 R0
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SYMATTR Value 100K
SYMBOL res -1392 288 R0
SYMATTR InstName R24
SYMATTR Value 2Meg
SYMBOL res -1280 528 R90
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SYMATTR InstName R25
SYMATTR Value 1K
SYMATTR SpiceLine tol=1 pwr=0.1
SYMBOL cap -1408 528 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 0.001µ
SYMATTR SpiceLine V=6.3 Irms=25.7m Rser=3.62516 Lser=0 mfg="KEMET" pn="C0402C102K9RAC" type="X7R"
SYMBOL diode -1568 704 R0
SYMATTR InstName D2
SYMATTR Value 1N4148
SYMBOL Opamps\\opamp2 -1056 -192 R180
SYMATTR InstName U5
SYMATTR Value LM393A
SYMBOL cap -1616 -80 R180
WINDOW 0 24 57 Left 2
WINDOW 3 24 8 Left 2
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 0.001µ
SYMATTR Description Polarized Capacitor
SYMATTR Type polcap
SYMATTR SpiceLine V=6.3 Irms=25.7m Rser=3.62516 Lser=0 mfg="KEMET" pn="C0402C102K9RAC" type="X7R"
SYMBOL njf -1408 -64 R180
SYMATTR InstName J1
SYMATTR Value J112
SYMBOL res -992 -416 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R27
SYMATTR Value 1Meg
SYMBOL res -784 -368 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R28
SYMATTR Value 100
SYMBOL cap -1328 -176 R270
WINDOW 0 32 32 VTop 2
WINDOW 3 0 32 VBottom 2
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 100p
SYMATTR Description Polarized Capacitor
SYMATTR Type polcap
SYMATTR SpiceLine V=25 Irms=0 Rser=0 Lser=0 mfg="Murata" pn="GRM0335C1E101JA01" type="C0G"
SYMBOL cap -1024 -512 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C6
SYMATTR Value 18p
SYMATTR Description Polarized Capacitor
SYMATTR Type polcap
SYMATTR SpiceLine V=25 Irms=0 Rser=0 Lser=0 mfg="Murata" pn="GCM0335C1E180JA16" type="C0G"
SYMBOL npn -1168 48 R0
SYMATTR InstName Q5
SYMATTR Value 2N3904
SYMBOL Opamps\\opamp2 -1280 -48 R0
SYMATTR InstName U6
SYMATTR Value TL081
SYMBOL Opamps\\opamp2 -1424 608 M0
SYMATTR InstName U4
SYMATTR Value TL081
SYMBOL res -1648 -16 R0
SYMATTR InstName R26
SYMATTR Value 5K
TEXT 904 232 Left 2 !.tran 0 10ms 0 0.5ms startup
TEXT 904 288 Left 2 !.include TL081.301
TEXT 904 336 Left 2 !.include LM393A.5_1
TEXT 904 392 Left 2 ;.wave "C:\\Users\\Boris\\Desktop\\Sawtooth.wav" 16 44.1k V(saw)\n.wave "C:\\Users\\Boris\\Desktop\\Square.wav" 16 44.1k V(squ)\n.wave "C:\\Users\\Boris\\Desktop\\Bent.wav" 16 44.1k V(bent)
TEXT 912 528 Left 2 !.options cshunt = 1e-13
TEXT 904 480 Left 2 ;.wave "C:\\Users\\Boris\\Desktop\\Triangle.wav" 16 44.1k V(tri)

LM393A.5_1

* LM393A VOLTAGE COMPARATOR "MACROMODEL" SUBCIRCUIT
* CREATED USING PARTS VERSION 4.03 ON 03/07/90 AT 14:17
* REV (N/A)
* CONNECTIONS:   NON-INVERTING INPUT
*                | INVERTING INPUT
*                | | POSITIVE POWER SUPPLY
*                | | | NEGATIVE POWER SUPPLY
*                | | | | OPEN COLLECTOR OUTPUT
*                | | | | |
.SUBCKT LM393A   1 2 3 4 5
*
  F1    9  3 V1 1
  IEE   3  7 DC 100.0E-6
  VI1  21  1 DC .75
  VI2  22  2 DC .75
  Q1    9 21  7 QIN
  Q2    8 22  7 QIN
  Q3    9  8  4 QMO
  Q4    8  8  4 QMI
.MODEL QIN PNP(IS=800.0E-18 BF=2.000E3)
.MODEL QMI NPN(IS=800.0E-18 BF=1002)
.MODEL QMO NPN(IS=800.0E-18 BF=1000 CJC=1E-15 TR=807.4E-9)
  E1   10  4  9  4  1
  V1   10 11 DC 0
  Q5    5 11  4 QOC
.MODEL QOC NPN(IS=800.0E-18 BF=20.29E3 CJC=1E-15 TF=942.6E-12 TR=543.8E-9)
  DP    4  3 DX
  RP 3  4 46.3E3
.MODEL DX  D(IS=800.0E-18)
*
.ENDS

TL081.301

* TL081 OPERATIONAL AMPLIFIER "MACROMODEL" SUBCIRCUIT
* CREATED USING PARTS RELEASE 4.01 ON 06/16/89 AT 13:08
* (REV N/A)      SUPPLY VOLTAGE: +/-15V
* CONNECTIONS:   NON-INVERTING INPUT
*                | INVERTING INPUT
*                | | POSITIVE POWER SUPPLY
*                | | | NEGATIVE POWER SUPPLY
*                | | | | OUTPUT
*                | | | | |
.SUBCKT TL081    1 2 3 4 5
*
  C1   11 12 3.498E-12
  C2    6  7 15.00E-12
  DC    5 53 DX
  DE   54  5 DX
  DLP  90 91 DX
  DLN  92 90 DX
  DP    4  3 DX
  EGND 99  0 POLY(2) (3,0) (4,0) 0 .5 .5
  FB    7 99 POLY(5) VB VC VE VLP VLN 0 4.715E6 -5E6 5E6 5E6 -5E6
  GA    6  0 11 12 282.8E-6
  GCM   0  6 10 99 8.942E-9
  ISS   3 10 DC 195.0E-6
  HLIM 90  0 VLIM 1K
  J1   11  2 10 JX
  J2   12  1 10 JX
  R2    6  9 100.0E3
  RD1   4 11 3.536E3
  RD2   4 12 3.536E3
  RO1   8  5 150
  RO2   7 99 150
  RP    3  4 2.143E3
  RSS  10 99 1.026E6
  VB    9  0 DC 0
  VC    3 53 DC 2.200
  VE   54  4 DC 2.200
  VLIM  7  8 DC 0
  VLP  91  0 DC 25
  VLN   0 92 DC 25
.MODEL DX D(IS=800.0E-18)
.MODEL JX PJF(IS=15.00E-12 BETA=270.1E-6 VTO=-1)
.ENDS

Risposte:


2

Dopo aver esaminato lo schema c'è una cosa che potrei vedere che potrebbe influenzare la simulazione, non hai NPN reali, ma NPN spezia ideali. Inserisci i veri NPN e questo potrebbe risolvere il tuo problema. In caso contrario, simulerò il circuito e vedrò se c'è un altro problema.


1

Quale descrizione schematica originale? Secondo FantasyJackPalance , lo swing dovrebbe essere +3v to 0v:

MOOG Minimoog D

Sono stato in grado di forzare uno swing di ~ 5v cambiando C4 da X7R a C0G (parassiti inferiori) e J112 a J108 (beta inferiore) ma tecnicamente si tratta di un hack.


Hm, non l'ho notato sullo schema. Ho qualche difficoltà a credere che l'oscillazione dovrebbe essere + 3V, ma poi a + 5V all'ingresso del comparatore poiché TL081 e 2N3904 fungono solo da buffer. Sono riuscito a rintracciare le spiegazioni originali nel manuale di Minimoog: imgur.com/a/PLm5A5E
Boris Yanchev

Interessante. Mi chiedo se qualcuno abbia una vera tavola che potrebbero "darci la possibilità di darci valori reali.
rdtsc,
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