Вин мосттың осцилляторы: схема және тиістік есептеуі

Виен мосттың осцилляторы қандай?

Виен мост осцилляторы - бұл фазаға шығу осцилляторының түрі, ол Виен мост үшбұрышына (Сурет 1а) негізделген. Бұл үшбұрышта екі бұрыш және екі басқа бұрыш резистор мен конденсатордың комбинациясынан тұрады.

Особенно, бір бұрышта резистор мен конденсатор сериялық түрде (R1 және C1) байланысты, ал екіншісі параллельде (R2 және C2).

Бұл үшбұрыштың екі бұрышы дәл сондай, суретте көрсетілгендей, жоғары фильтр немесе төмен фильтр сыни үлгілеріне ұқсайды (Сурет 1б).

Бұл схемада, жоғары частоталарда C1 және C2 конденсаторларының реактивтілігі аз болғандықтан, V0 напрямдамасы R2 резисторымен бірге жоюлған.

Келесі, төмен частоталарда C1 және C2 конденсаторларының реактивтілігі өте жоғары болады.

Бірақ да бұл жағдайда, шығыс напрямдамасы V0 өзінде нөл болып қалады, себебі C1 конденсаторы ашық цепь ретінде іске қосылады.

Виен мост үшбұрышының бұл үлгісі, төмен және жоғары частоталарда өтуге әкеледі.

Виен мост осцилляторының частотасын есептеу

Ендеше, бұл екеуінің арасында барлық жоғары және төмен частоталарда, бір әдетті частота болады, оныңда резистор және капацитивті реактивтілік мәндері тең болады, максималды шығыс напрямдамасын өнерлік.

Бұл частота резонанс частотасы деп аталады. Виен мост осцилляторы үшін резонанс частотасы мына формуламен есептеледі:

Осы частотада, кірістік пен шығыс аралығындағы фаза өзгерісі нөлге айналады және шығыс напрямдамасының мәні кірістік мәнінің үштен біріне тең болады. Қосымша, Виен мосты тек осы әдетті частотада балансирулған.

Виен мост осцилляторында, Сурет 1-дегі Виен мост үшбұрышы кері байланыс үшін қолданылады, Сурет 2-де көрсетілген. BJT (биполярлы транзистор) пайдаланылған Виен осцилляторының схемасы төменде көрсетілген:

Бұл осцилляторларда, Q1 және Q2 транзисторларынан тұратын екі стадиялық күшейткіш бөлігі бар, Q2-нің шығысы Q1-ге Виен мост үшбұрышы арқылы (суретте көк қутында көрсетілген) қайтарылады.

Мұнда, схемадағы шум Q1-дің базасындағы ағымды өзгертеді, ол 180° фаза өзгерісімен көлеміленеді және коллекторудан шығады.

Ол C4 арқылы Q2-ге қойылады, қайта көлеміленеді және қосымша 180° фаза өзгерісімен шығады.

Бұл Виен мост үшбұрышына қайтарылған сигналдың жалпы фаза өзгерісін 360° етеді, ұзақ уақыт үшін осцилляцияларды қамтамасыз етеді.

Бұл шарт тек резонанс частотасында ғана қанағаттандырылады, сондықтан Виен мост осцилляторлары частотаға қарағанда өте танымал болады, бұл частота стабилизацияланған дизайнға әкеледі.

Виен мост осцилляторлары күшейткіш бөлігіне ОУ-ны қолданып құрастырылуы мүмкін, Сурет 3-те көрсетілген.

Бірақ, ОУ-ның Виен мост үшбұрышы нөл фаза өзгерісін ұсынатын болуы керек, өйткені ОУ-ның инверсиясы болмауы керек.

Тағы бір, схемадан болжалады, шығыс напрямдамасы инверсиялық және инверсиясыз кіріс терминалдарына қайтарылады.

Резонанс частотасында, инверсиялық және инверсиясыз терминалдарға қойылатын напрямдамалар тең және фазада бірдей болады.

Бірақ, бұл жағдайда да, күшейткіштің напрямдама өсуі 3-тен артық болуы керек, осцилляцияларды бастау үшін, ал 3-ке тең болуы керек, оларды сақтау үшін. Жалпы, ОУ-ны қолданып құрастырылған Виен мост осцилляторлары 1 МГц-тен жоғарыда жұмыс істеуге қадер емес, өйткені олардың ашық цептегі өсуінің шектеулері бар.

Виен мост осцилляторлары төмен частоталы осцилляторлар, олар 20 Гц-ден 20 КГц-ке дейінгі аудио және ауд