Wieni silmik oskillaator: tsirkuit ja sageduse arvutus

Mis on Wieni poolt värskendaja?

Wieni poolt värskendaja on tüüpi faasisihtritud värskendaja, mis põhineb Wieni sildmehhe võrgul (Näitus 1a), mis koosneb neljast käteest, mis on ühendatud silindlikult. Siin on kaks käte täiesti vastupidavat, samas kui teised kaks käte on kombinatsioonist vastupanuvastustega ja kondensaatoritega.

Eriti on üks käte ühenduses vastupanuvastus ja kondensaator (R1 ja C1), samas kui teine neid paralleelselt (R2 ja C2).

See näitab, et need kaks võrgu käte käituvad identsesti nagu kõrge sageduse filtreerija või madala sageduse filtreerija, imiteerides näidatud skeemi käitumist (Näitus 1b).

Selles skeemis on suurel sagedusel kondensaatorite C1 ja C2 reaktants palju väiksem, mille tulemuseks on, et pinge V0 muutub nulliks, kuna R2 lühendatakse.

Järgmisena, madalal sagedusel muutuvad kondensaatorite C1 ja C2 reaktants väga suureks.

Kuid isegi sel juhul jääb väljundpinge V0 nulliks, kuna kondensaator C1 toimib avatud ringina.

Sellise käitumise näitamine Wieni sildmehhe võrgu poolt muudab selle liidese ees- ja tagurpidi viivitusega tsükli madala ja kõrge sageduse korral vastavalt.

Wieni poolt värskendaja sageduse arvutus

Siiski nende kahe kõrge ja madala sageduse vahel eksisteerib eriline sagedus, mil vastupanuvastuse ja kondensaatorilise reaktansi väärtused saavad võrdsed, toodetud maksimaalne väljundpinge.

Seda sagedust nimetatakse resonaanssageduseks. Wein Bridge Oscillatori resonaanssagedus arvutatakse järgmise valemi abil:

Lisaks sellel sagedusel muutub sisendi ja väljundi vaheline faasisihtri nulliks ning väljundpinge suurus muutub sisendväärtuse kolmandikuks. Lisaks nähtub, et Wieni sild tasakaalus on ainult selle konkreetse sageduse korral.

Puhul Wieni poolt värskendajal, kasutatakse Wieni sildmehhe võrgu (Näitus 1) tagasiside tee peal, nagu näidatud Näitus 2. BJT (Bipolaarne junttransistor) kasutades Wieni värskendaja skeem:

Nendes värskendajates moodustab võimsusosa kaks astmelist võimsust, mis on moodustatud transistoritest, Q1 ja Q2, kus Q2 väljund on tagasisideks andnud Q1 läbi Wieni sildmehhe võrgu (näidatud sinises kastis).

Siin sõltub sirkvi endise müra tõttu Q1 alusvoog, mis ilmub tema kogukohal laiendatuna 180o faasisihtriga.

See on edastatud Q2 läbi C4 ja saab veelgi laiendatud, ilmudes lisaks 180o faasisihtriga.

See muudab netto faasisihtri signaalile, mis on tagasisideks andnud Wieni sildmehhe võrgu, 360o, rahuldades faasisihtri kriteeriumi jätkusuvaldavate värskenduste saamiseks.

See tingimus rahuldub aga ainult resonaanssageduse korral, mille tulemuseks on Wieni sildmehhe värskendajad sageduse seisukohalt väga valikulised, viies sageduse stabiilsesse disaini.

Wieni sildmehhe värskendajaid saab isegi disainida kasutades Op-Amps osana nende võimsusosast, nagu näidatud Näitus 3.

Tuleb siiski märkida, et siin peab Op-Amp tegema mitte-inverteeriva võimsuse, kuna Wieni sildmehhe võrk pakub null faasisihtri.

Lisaks on sellest skeemist selge, et väljundpinge on tagasisideks andnud nii inverteeriva kui ka mitte-inverteeriva sissekanali.

Resonaanssagedusel on inverteeriva ja mitte-inverteeriva sissekanalile rakendatud pinged võrdsed ja fazeis ühesugused.

Siiski on isegi siin võimsuse võimsuspea suurem kui 3, et värskendused alustataks, ja võrdne 3, et need jätkuksid. Tavaliselt sellised Op-Ampi põhinevad Wieni sildmehhe värskendajad ei saa töötada üle 1 MHz, kuna nende avatud tsükli võimsus neile kehtestatud piirangute tõttu.

Wieni sildmehhe võrgud on madal sagedusel värskendajad, mis kasutatakse audio- ja sub-audio sageduste genereerimiseks, mis ulatuvad 20 Hz kuni 20 KHz.

Lisaks nad pakuvad stabiliseeritud, vähe deformeeritud sinusoidset väljundit laia sagedusskaalade vahemikus, mille saab valida kümnendvastupanuvastuste kastide abil.

Lisaks saab sellel skeemil värskendussagedust muuta väga lihtsalt, kuna see vajab ainult kondensaatorite C