Wien Bridge Rásarstöð: Skemman og Tónfrequent Reikningur

Hva er ein Wien Bridge Oscillator?

Ein Wien-Bridge Oscillator er ein tegund af fásveikjari sem byggir á Wien-Bridge neti (Mynd 1a) sem samanstendur af fýra armum tengdu við brúun. Hér eru tvær armar fullkomlega ómæliefar en hin tvær armar eru samanburður af spennulegum og lyklakappum.

Sérstaklega hefur ein arm spennulega og lyklakapptengt í rað (R1 og C1) en hinar hafa þau í samsíðu (R2 og C2).

Þetta bendir til að þessar tvær armar af netinu fer eins og háfrekastefna eða lágfrekastefna, eftir myndinni sýndri í Mynd 1b.

Í þessu straumi verður mótlitningur lyklakappa C1 og C2 mikið minni við háfreku vegna þess að spenna V0 verður núll vegna þess að R2 verður kortað.

Næst, við lágfreku, verður mótlitningur lyklakappa C1 og C2 mjög há.

En jafnvel í þessu tilfelli mun úttaksspenna V0 vera núll, vegna þess að lyklakappi C1 mun virka sem opinur strengur.

Þessi gerð af atferli sýnd af Wien-Bridge netinu gera það að leiða-bakleiða kringlu við lág og há freku, beint.

Reikningur á frekuni Wien Bridge Oscillator

Þó svo, á milli þessa tveggja há og lágu frekna, er til ákveðin frekun þegar gildi spennuleganna og lyklakappamótlitningsins verða jöfn, búa til hámarka úttaksspennu.

Þessi frekun er kölluð sjálfbær frekun. Frekun fyrir Wein Bridge Oscillator er reiknuð með eftirtöldu formúlu:

Á meðal, við þessa frekun, verður fáskekkjan á milli inntaks og úttaks núll og stærð úttaksspennu verður jöfn einþrjárðu inntaksgildisins. Í viðbót til þess sést að Wien-Bridge verður jafnvægt eingöngu við þessa ákveðna frekun.

Í tilviki Wien-Bridge oscillator, verður Wien-Bridge netið í Mynd 1 notað í endurtekningarslénum eins og sýnt er í Mynd 2. Straumsmynd fyrir Wein Oscillator með BJT (Bipolar Junction Transistor) er sýnd hér fyrir neðan:

Í þessum oskulatorum, mun forstæða hluturinn samanstunda af tveggja stigi forstæðara með transistors, Q1 og Q2, þar sem úttakið af Q2 er endurtekið sem inntak til Q1 gegnum Wien-Bridge net (sýnt innan bláu skýjabokssins í myndinni).

Hér mun hljóðbundið í straumnum valda breytingu á grunnstraum Q1 sem birtist á samlagingspunktinum hans eftir að hafa verið forstækt með fáskekkju 180°.

Þetta er gefið sem inntak til Q2 gegnum C4 og fer síðan að forstækka og birtist með auknu fáskekkju 180°.

Þetta gerir netfáskekkjuna á signali sem er endurtekinn til Wien-Bridge netsins 360°, sem uppfyllir fáskekkjakröfur til að ná langvarandi osklingum.

En þessi skilyrði verða aðeins uppfyllt við sjálfbær frekun, vegna þess að Wien-Bridge oskulatorar verða mjög völd við val frekunar, sem leifir til frekustöðugt hönnun.

Wien-bridge oskulatorar geta jafnvel verið búinn til með Op-Amps sem hluti af forstæðahlutnum, eins og sýnt er í Mynd 3.

En þarf að merkja að, hér, skal Op-Amp vinna sem ekki-innvendingarforstæða vegna þess að Wien-Bridge netið býður upp á núll fáskekkju.

Viðare, frá straummyndinni, er augljóst að úttaksspenna er endurtekinn til bæði invendingar og ekki-innvendingar inntakshornanna.

Við sjálfbær frekun, verða spennurnar sem eru gefnar á invendingar og ekki-innvendingar hornin jafnstærar og í sömu fási.

En jafnvel hér, þarf forstæðastig forstæðara að vera stærra en 3 til að byrja á osklingum og jafnt 3 til að halda áfram. Almennt, slíkir Op-Amp-based Wien Bridge Oskulatorar geta ekki vinna yfir 1 MHz vegna takmarkana sem settar eru á þá af opinnu forstæðastigi.

Wien-Bridge net eru lágfrekna oskulatorar sem eru notuð til að framkvæma hljóð- og undir-hljóðfrekur á bilinu 20 Hz til 20 KHz.

Viðare, búa þeir til staðfest, lítill misvirkjar sinusspjall úttak yfir vítt freku bil sem má velja með dekadaspennulegar boksur.

Í viðbót til þess, getur frekun í þessu tegund af straumi verið auðveldlega brottsett, þar sem það nýtur að breyta lyklakappum