Osinadorea Wien Bridge: Zirkuitua eta Maiztasunaren Kalkulua

Zer da Wien Gertxulariaren Osciladorea?

Wien-Gertxulariaren Osciladorea faseen aldatzaile mota bat da, Wien-Gertxulariaren sarrera (Irudi 1a) batean oinarrituta, lau erpin gertxularitik osatua dagoena. Bi erpinek erresistentzia bakarrik dituzte, beste biak aldiz erresistentziak eta konstantzien kapazitateak dituzte.

Bereizten dira, batek erresistentzia eta kapazitate seriean (R1 eta C1) eta bestek paraleloan (R2 eta C2).

Honek adierazten du, hauetako bi erpinek pasabide altuak edo pasabide baxuak, Irudi 1b-ko zirkuituaren portaera antolatzen dutelako.

Zirkuitu honetan, maiztasun altuan, C1 eta C2 kapazitateen reaktantzia askoz txikiagoa izango da, ondorioz V0 tentsioa zero bihurtuko da R2 kortatzeko delako.

Gero, maiztasun baxuan, C1 eta C2 kapazitateen reaktantzia askoz handiagoa bihurtuko da.

Hala ere, kasu honetan ere, irteera tentsioa V0 zeroan geratuko da, C1 kapazitateak zirkuito irekia bezala egiten duelako.

Wien-Gertxulariaren sarrerak hainbat portaera erakusten ditu, maiztasun baxuan eta altuan, goiko eta beheko legez, hurrenez hurren.

Wien Gertxulariaren Osciladorearen Maiztasun Kalkulua

Horren artean, bi maiztasun altuen eta baxuen artean, existitzen da maiztasu jakin bat, non erresistentziaren balioak eta kapazitatearen reaktantziak berdinak diren, irteera tentsio maximoa sortzeko.

Maiztasu hau resonante maiztasuna deitzen da. Wein Gertxulariaren Osciladorearen resonante maiztasuna hurrengo formula erabiliz kalkulatzen da:

Gainera, maiztasu honetan, sarreraren eta irteeraren arteko fase-desplazamendua zero bihurtuko da, eta irteera tentsioaren magnitudea sarrera balioaren heren bat izango da. Ondoren, ikusiko da Wien-Gertxulariak oraindik ere orekatuta egotea maiztasu honetan bakarrik.

Wien-Gertxulariaren osciladorean, Irudi 1-ko Wien-Gertxulariaren sarrera feedback bidean erabiliko da, Irudi 2-ean azaltzen den moduan. BJT (Bipolar Junction Transistor) erabilizko Wien Osciladorearen zirkuitu-diagrama hurrengoa da:

Osciladore horietan, amplifikatzaile sektionak Q1 eta Q2 transistorekin osatutako bi mailako amplifikatzailea da, non Q2-ren emaitza Q1-ri itzultzen den Wien-Gertxulariaren sarreren bidez (irudian urdinez agertzen den ingurunean).

Hemen, zirkuituan dagoen soinua Q1-ren oinarrizko intentsioaren aldaketa eragiko du, 180o fase-desplazamendua duen kollektore puntuan amplifikatuta agertuko da.

Hona Q2-ri C4 bidez inprimatzen zaio, amplifikatuta eta 180o gehigarriko fase-desplazamendua duen bitartez agertzen da.

Honek Wien-Gertxulariaren sarrerara itzultzen den seinalearen fasa-desplazamendu totala 360o bihurtzen du, osagarri osagaiak lortzeko fasa-kriterioa betetzen duela.

Hala ere, baldintza hau resonante maiztasuan bakarrik betetzen da, Wien-Gertxulariaren osciladoreak maiztasunaren aldetik selektibotasuna handia dutela, frekuentsia estabilizatutako diseinu bat sortuz.

Wien-bridge oscillators Op-Amps erabiliz ere diseinatu daitezke, haren amplifikatzaile sektorean, Irudi 3-ean azaltzen den moduan.

Hala ere, kontuan hartu behar da, hemen, Op-Amp-a inverting amplifikatzaile gisa egin behar du, Wien-Gertxulariaren sarrerak fasa-desplazamendurik ez duela ematen.

Gainera, zirkuitutik ikus daiteke, irteera tensiora inverting eta non-inverting input terminal guztietan itzulita dagoela.

Resonante maiztasuan, inverting eta non-inverting terminalentzat aplikatutako tensiorak berdinak eta fase berekoak izango dira.

Hala ere, hemen ere, amplifikatzailearen tensio-gorapena 3 baino handiagoa izan behar da oszilazioak hasitzeko, eta 3 berdina izan behar da oszilazioak mantentzeko. Oro har, Wien Bridge Oscillators Op-Amp-based horiek 1 MHz baino gorako maiztasutan ezin dira funtzionatu, haien gain-apertura gainaren murrizketen ondorioz.

Wien-Gertxulariak maiztasun baxuko osziladoreak dira, audio eta sub-audio maiztasunak sortzeko erabiliz, 20 Hztik 20 KHzra bitartean.

Gainera, maiztasun luze baten tartean sinusoidal output distorsio txikia eta estabilitasuna ematen dute, dekadako erresistentzia kutxak erabiliz aukeratuta.

Ondoren, zirkuitu mota honetan, oszilazio-maiztasuna C1 eta C2 kapazitateen aldaketarekin dohainald