ভিয়েনার ব্রিজ

Wien's Bridge: প্রয়োগ এবং চ্যালেঞ্জ

Wien's bridge AC সার্কিটের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, মূলত অজানা ফ্রিকোয়েন্সির মান নির্ধারণের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি 100 Hz থেকে 100 kHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি মাপতে সক্ষম, যার সুনিশ্চিত মান 0.1% থেকে 0.5% পর্যন্ত পরিমাপ করা যায়। ফ্রিকোয়েন্সি মাপন ফাংশনের পাশাপাশি, এই ব্রিজ বিভিন্ন প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়। এটি ক্ষমতা মাপন, হারমোনিক বিকৃতি বিশ্লেষকের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি (HF) অসিলেটরের একটি অবিচ্ছেদ্য উপাদান হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

Wien's bridge এর একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য হল এর ফ্রিকোয়েন্সি সংবেদনশীলতা। এই ফ্রিকোয়েন্সি-সংবেদনশীলতা, যা তার উদ্দেশ্যমূলক মাপন কাজে উপযোগী, তারও একটি বড় চ্যালেঞ্জ রয়েছে। ব্রিজের ভারসাম্য বিন্দু অর্জন করা একটি জটিল কাজ হতে পারে। এই জটিলতার একটি প্রধান কারণ হল ইনপুট সরবরাহ ভোল্টেজের প্রকৃতি। বাস্তব পরিস্থিতিতে, ইনপুট সরবরাহ ভোল্টেজ খুব কমই শুদ্ধ সাইনাসয়েডাল তরঙ্গরূপ হয়; বরং, এতে সাধারণত হারমোনিক থাকে। এই হারমোনিকগুলি Wien's bridge এর ভারসাম্য শর্তকে বিঘ্নিত করতে পারে, যার ফলে অবিশ্বসনীয় মাপন হতে পারে বা ব্রিজ সম্পূর্ণ ভারসাম্য অর্জন করতে পারে না।

এই সমস্যার সমাধানের জন্য, ব্রিজ সার্কিটে একটি ফিল্টার যুক্ত করা হয়। এই ফিল্টারটি নাল ডিটেক্টরের সাথে সিরিজ সংযোগে যুক্ত হয়। ইনপুট সিগনাল থেকে অনাবশ্যক হারমোনিক ফিল্টার করে, ফিল্টারটি নিশ্চিত করে যে ব্রিজে পৌঁছানো ভোল্টেজ আরও বেশি পরিমাণে শুদ্ধ সাইনাসয়েডাল তরঙ্গরূপে প্রায় পরিমাপ করা হয়। এটি, পরিবর্তে, একটি স্থিতিশীল ভারসাম্য বিন্দু অর্জন এবং Wien's bridge ব্যবহার করে সম্পাদিত মাপনের সামগ্রিক সুনিশ্চিততা এবং বিশ্বসনীয়তা উন্নয়ন করে।

ব্রিজের ভারসাম্য অবস্থার বিশ্লেষণ

যখন ব্রিজ ভারসাম্য অবস্থায় পৌঁছায়, B এবং C নোডের তড়িৎ সম্ভাবনা সমান হয়, অর্থাৎ V1 = V2 এবং V3 = V4। V3, যা V3 = I1 R3 হিসেবে প্রকাশিত হয়, এবং V4 (যেখানে V4 = I2 R4) এর মাত্রা এবং পর্যায় উভয়ই একই, যার ফলে তাদের তরঙ্গরূপ পুরোপুরি মিলে যায়। আরও, BD আর্মের মাধ্যমে প্রবাহিত ধারা I1, R4 এর মাধ্যমে প্রবাহিত ধারা I2, এবং ভোল্টেজ-ধারা সম্পর্ক I1 R3 এবং I2 R4, সবগুলোই একই পর্যায়ের বৈশিষ্ট্য দেখায়।

AC আর্মের মোট ভোল্টেজ পতন দুটি উপাদানের সমষ্টি: R2 রোধের মাধ্যমে ভোল্টেজ পতন I2 R2 এবং C2 ক্ষমতার মাধ্যমে ক্ষমতা ভোল্টেজ পতন I2/ ωC2। ব্রিজের ভারসাম্য অবস্থায়, V1 এবং V2 ভোল্টেজ মাত্রা এবং পর্যায় উভয় দিক থেকেই সঠিকভাবে মিলে যায়।

V1 ভোল্টেজের পর্যায় R1 আর্মের মাধ্যমে ভোল্টেজ পতন IR R1 এর সাথে মিলে যায়, যা নির্দেশ করে R1 এবং V1 একই পর্যায়ে রয়েছে। V1 এবং V3, বা V2 এবং V4 এর ফেজর যোগফল সরবরাহ ভোল্টেজের ফলাফল প্রতিফলিত করে, যা ব্রিজ সার্কিটের তড়িৎ সমতাকে প্রদর্শন করে।

ভারসাম্য অবস্থায়,

বাস্তব অংশ সমান করে,

কাল্পনিক অংশ তুলনা করে,

ω = 2πf এর মান প্রতিস্থাপন করে,

রোধ R1 এবং R2 যান্ত্রিকভাবে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে। তাই, R1 = R2 হয়।