Viena Pontoscilero: Cirkvito kaj Frekvencalkulado

Kio estas Wien-Ponto Oskilatoro?

Wien-Ponto Oskilatoro estas speco de fazŝanĝa oskilatoro, kiu baziĝas sur Wien-Ponto reto (Figuro 1a) konsistanta el kvar brakoj konektitaj en ponta maniero. Ĉi tie du brakoj estas pura rezistanca, dum la aliaj du brakoj estas kombinaĵo de rezistoroj kaj kapacitoroj.

Specife, unu brako havas rezistoron kaj kapacitoron konektitajn en serio (R1 kaj C1) dum la alia havas ilin paralele (R2 kaj C2).

Tio montras, ke tiuj du brakoj de la reto kondutas idente al tiu de alta-pasa filtro aŭ malalta-pasa filtro, imitante la konduton de la cirkvito montrita per Figuro 1b.

En ĉi tiu cirkvito, je alta frekvenco, la reaktanco de la kapacitoroj C1 kaj C2 estos multe malpli pro tio, ke la voltage V0 iĝos nul, ĉar R2 estos mallongigita.

Sekve, je malalta frekvenco, la reaktanco de la kapacitoroj C1 kaj C2 iĝos tre alta.

Tamen eĉ en ĉi tiu okazo, la eliga voltage V0 restos nul nur, ĉar la kapacitoro C1 agos kiel malfermita cirkvito.

Tiu tipo de konduto montrita de la Wien-Ponto reto faras ĝin pliflua-malfrua cirkvito en la kazoj de malalta kaj alta frekvenco, respektive.

Kalkulado de Frekvenco de Wien-Ponto Oskilatoro

Tamen, inter tiuj du alta kaj malalta frekvenco, ekzistas aparta frekvenco, je kiu la valoroj de la rezisto kaj la kapacita reaktanco iĝos egalaj al unu la alian, produktante la maksimuman eligan voltan.

Tiu frekvenco estas referita kiel rezonanca frekvenco. La rezonanca frekvenco por Wien-Ponto Oskilatoro estas kalkulata uzante la jenan formulon:

Plue, je ĉi tiu frekvenco, la fazŝanĝo inter la enigo kaj la eligo iĝos nul kaj la grandeco de la eliga voltage iĝos egala al unu tria de la eniga valoro. Aldone, oni vidas, ke la Wien-Ponto estos balancita nur je ĉi tiu aparta frekvenco.

En la kazo de Wien-Ponto oskilatoro, la Wien-Ponto reto de Figuro 1 estos uzata en la retroalimenta vojo kiel montrite en Figuro 2. La cirkvito-skemo por Wien-Oskilatoro uzanta BJT (Bipola Junta Transistoro) estas montrita sube:

En ĉi tiuj oskilatoroj, la amplifikila sekcio konsistas el du-etapa amplifikilo formita de la transistoroj, Q1 kaj Q2, kie la eligo de Q2 estas retroalimentita kiel enigo al Q1 tra Wien-Ponto reto (montrita en la blua ĉelo en la figuro).

Ĉi tie, la bruoj inherenta en la cirkvito kaŭzos ŝanĝon en la baz kuranta de Q1 kiu aperos je sia kolektora punkto post esti amplifikita kun fazŝanĝo de 180o.

Tio estas alportita kiel enigo al Q2 tra C4 kaj ricevas pluan amplifikadon kaj aperas kun aldona fazŝanĝo de 180o.

Tio faras la netan fazdiferencon de la signalo retroalimentita al la Wien-Ponto reto esti 360o, kontentigante la fazŝanĝan kriterion por obteni daŭrigantajn osciladojn.

Tamen, ĉi tiu kondiĉo estos kontentigita nur en la kazo de rezonanca frekvenco, pro tio la Wien-Ponto oskilatoroj estos altgrade selektivaj en terminoj de frekvenco, kondukante al frekvence stabiligita dizajno.

Wien-ponto oskilatoroj eĉ povas esti disignitaj uzi Operaciajn Amplifikilojn kiel parto de ilia amplifikila sekcio, kiel montrite per Figuro 3.

Tamen notu, ke ĉi tie, la Operacia Amplifikilo devas agi kiel ne-inverta amplifikilo, ĉar la Wien-Ponto reto ofertas nulan fazŝanĝon.

Plue, de la cirkvito, klare estas, ke la eliga voltage estas retroalimentita al ambaŭ inversa kaj ne-inversa enigaj terminaloj.

Je rezonanca frekvenco, la voltagoj aplikitaj al la inversa kaj ne-inversa terminaloj estos egalaj kaj en-fazaj unu kun la alia.

Tamen, eĉ ĉi tie, la voltaga gajno de la amplifikilo devas esti pli granda ol 3 por komenci osciladojn kaj egala al 3 por daŭrigi ilin. Ĝenerale, tiuj tipaj Operacia-Amplifikilo-bazitaj Wien-Ponto Oskilatoroj ne povas operaci pri super 1 MHz pro la limigoj impozitaj al ili de ilia malferma-liga gajno.

Wien-Ponto retoj estas malaltfrekvencaj oskilatoroj, kiuj estas uzataj por generi audio kaj sub-audio frekvencojn inter 20 Hz ĝis 20 KHz.

Plue, ili provizas stabiligitan, maldistorditan sinusforman eligon super larĝa gamo de frekvenco, kiu povas esti elektita uzante dekadajn rezistancajn kutenojn.

Aldone, la oscilada frekvenco en tia cirkvito povas esti facile variita, ĉar ĝi nur bezonas variigon de la