Progettare Oscillatori Sinusoidale Forex

Onda sinusoidale Oscillatori Il Wien oscillatore a ponte, Pierce oscillatore a cristallo, Hartley, Colpitts e oscillatori sintonizzati-gate Abbiamo già trattato diversi tipi di oscillatori di rilassamento in queste unità. Le onde sinusoidali che il generatore di funzione crea sono fatti da onde quadre, da circuiti e filtri d'onda-shaping, e sono veramente molto buona onde sinusoidali, anche se hanno la maggior parte della loro energia vicino ad una frequenza. Se avete bisogno di migliori onde sinusoidali, un oscillatore lineare, li fare. Un oscillatore lineare è molto diverso da un oscillatore a rilassamento. Il nome lineare davvero non va bene, dal momento che tutti gli oscillatori non sono lineari, ma un oscillatore lineare almeno non produce gli angoli e salti, ma un'onda liscia. Ci sono molti aspetti interessanti a questi oscillatori. La più importante è probabilmente quello che determina l'ampiezza di oscillazione e mantiene le valutazioni accuratamente in -1, quindi l'uscita ha un'ampiezza costante. Un oscillatore deve iniziare, e questo può essere interessante, soprattutto quando l'oscillatore è solo in grado di oscillare, o soglia. Noi non faremo teoria qui, ma guarderemo alcuni oscillatori pratiche, e vedere come funzionano. Il Wien Ponte Oscillator Il primo è la notevole oscillatore Wien Ponte (dal nome di Professor Wien, e non farro Wein). Questo oscillatore dà una veramente bella onda sinusoidale, ed è una scelta eccellente per un oscillatore audio di precisione. La sua caratteristica è la rete RC costituito da R e C in serie con una combinazione parallelo di R e C, come illustrato nello schema elettrico di seguito. Le resistenze e condensatori possono essere diversi in valore, ma è molto più semplice di portarli uguali, e nulla di valore è perso. Questa rete, considerato come un filtro passivo, dà spostamento di fase zero per qualche frequenza intermedia, in f 12piRC. È un filtro del secondo ordine (due condensatori), e questo è un notevole avvenimento. Elaborare la funzione di trasferimento della rete, che è V o V i jomegaCR 1 - (omegaCR) 2 3jomegaCR. Alla frequenza di fase zero, il guadagno è esattamente 13. Uso di un generatore di funzioni per alimentare la rete con una sinusoide, ed utilizzare l'ambito di guardare V in e V out. È istruttivo usare la trama XY e guardare la figura di Lissajous. Alla frequenza di zero fase, la cifra si riduce a una linea retta, mostrando questo fatto. A bassa frequenza, i cavi di uscita, mentre ad alta frequenza sull'uscita sfasamenti. Questo tipo di filtro del secondo ordine è chiamato filtro passa tutto, utilizzato per le sue proprietà di fase piuttosto che per le sue proprietà di ampiezza. Il circuito per l'oscillatore è data a destra. La rete Wien è visto a destra, organizzato per dare risposte positive, che un oscillatore deve avere. L'op-amp funziona con una alimentazione bipolare, in modo da l'uscita può oscillare sopra e sotto terra. Si noti che la rete Wien è restituito GND, non all'alimentazione negativa. Sulla sinistra è la rete di feedback negativo. Quando l'oscillatore è in esecuzione in modo stabile, questo deve esattamente controbilanciare il feedback positivo. E 'impossibile farlo con resistenze fisse. Se il feedback postive domina, poi le saturi op-amp e abbiamo un oscillatore relax. Se il feedback negativo domina, poi l'oscillatore non parte mai. Dobbiamo cominciare con un feedback positivo, e poi ridurlo con l'aumentare di ampiezza, e, infine, di mantenere costante l'ampiezza dalla regolazione minuto. Questo è solitamente fatto con lampade al tungsteno-filamento, come in questo caso. Se si vuole costruire l'oscillatore, si dovrà rovistare per lampade adatte. Mi è capitato di avere le lampade JKL7876 intorno, e sono stati pressati in servizio. In realtà voluti due in serie, ma il lavoro può essere fatto con una lampada, se è adatto. La resistenza contro corrente caratteristico per queste lampade è mostrato a sinistra. Si noti come rapidamente la resistenza aumenta con la corrente. Questo è proprio quello che ci serve, dal momento che una ampiezza maggiore dell'uscita riscalderà la lampada più, aumentare la resistenza e ridurre il feedback positivo. La lampada è riscaldata dal valore efficace della corrente alternata attraverso di essa, e la sua inerzia termica significa che non può seguire le variazioni istantanee. Esso è influenzato solo dal valore efficace della produzione. Prova a trovare una lampada con circa 100Omega resistenza a freddo (come i due 7876s in serie). Quando l'oscillatore è in esecuzione, non si dovrebbe vedere la luce, anche se incandescente (anche se alcuni potrebbe). La lampada durerà per sempre in questo circuito. Una volta che avete una lampada adatta, è possibile effettuare l'oscillatore e osservare la sua uscita. Alla prima accensione, l'op-amp potrebbe saturare, ma quando la lampada si riscalda la forma d'onda balzerà via e assumere una bella forma. L'ampiezza è determinata dall'interazione della lampada e R 1. Per ottenere un oscillatore di circa 1 kHz, ho usato R 15k, C 0,01. Gli attuali rms, determinate dalla ampiezza di uscita di 13,4 V picco a picco, era 9,6 mA, alla portata di uscita op-amp. Come cambiereste R 1 per ottenere un'ampiezza minore In questo caso, la resistenza delle due lampade in serie era 165Omega quando l'oscillatore è in esecuzione. Oscillatori a cristalli Alcuni cristalli sviluppano cariche superficiali quando vengono schiacciati, piegati o contorti, e sono chiamati piezoelettrico. Al contrario, quando un campo elettrico viene appied a loro, si espandono, contratto, piegare o torcere. Le vibrazioni meccaniche del cristallo sono direttamente associati con cambiamenti elettrici alla stessa frequenza. Come tutti i sistemi meccanici, cristalli possono vibrare a frequenze di risonanza, in cui piccoli spinte creano un notevole ampiezza, come nei circuiti risonanti elettrici. La vibrazione meccanica di cristalli dà uno standard di tempo, migliore di quella di orologi meccanici, ma inferiore a quella delle vibrazioni atomiche. Quarzo è un materiale piezoelettrico, non il più sensibile, ma in modo molto stabile meccanicamente ed elettricamente che è quasi l'unico cristallo risonante utilizzato. Una piastra sottile vibra a frequenze megahertz, quindi i cristalli sono usati nei circuiti a radiofrequenza. Le vibrazioni più utilizzate non sono le vibrazioni semplici spessore di una lamina elastica, ma sono modalità trancia più complicati che forniscono le frequenze desiderate e la migliore indipendenza della temperatura. Il circuito equivalente di un cristallo, mostrato nella figura a sinistra, si compone di una capacità C 1 (degli elettrodi metallici su due superfici opposte) in parallelo con un circuito RLC serie rappresenta il cristallo stesso, chiamato il braccio motional. in cui il valore equivalente di L è sorprendentemente elevato. È questo che rende tale il buon livello frequenza di cristallo. La reattanza di un cristallo varia con la frequenza come mostrato a destra. Sia basse ed alte frequenze, risulta capacitivo, con un breve intervallo tra la serie e le frequenze risonanti dove sembra che una induttanza. Un cristallo tipica potrebbe avere C 10 FF (.010 PF), L 2 H e R 50Omega, che dà una serie frequenza di risonanza f s 12piradic (LC) 1,125 MHz. Il Q della risonanza è Q omegaLR 141.400, quindi la larghezza della risonanza è soltanto 8 Hz. Il parallelo frequenza di risonanza f p è un po 'più alto, la quantità esatta seconda C 1 e la capacità di carico esterno. Variando la capacità di carico, la frequenza di risonanza può essere leggermente adattato, che si chiama tirando il cristallo. A seconda del circuito, il cristallo può risuonare sia nella modalità serie o in parallelo, e in ogni caso sarà controllare la frequenza. L'oscillatore a cristallo più semplice è l'oscillatore Pierce, mostrato nella figura a sinistra. Un FET è usato come dispositivo di amplificazione, in quanto fornisce una elevata resistenza di ingresso che consente l'utilizzo di una resistenza di gate 10M. Il cristallo ha una frequenza di 2.000 MHz, ma qualsiasi cristallo ragionevole può essere utilizzato. Il 3,3 mH RF choke dà una elevata impedenza di carico in corrente alternata, passando la corrente di drain CC senza caduta di tensione (la strozzatura aveva una resistenza di 41Omega). Lo starter deve essere appositamente progettato per mantenere l'induttanza desiderato mentre porta DC, in modo da assicurarsi che il soffocamento di utilizzare è stato progettato per lo scopo. L'impedenza del choke è oltre 41k a 2 MHz, che dà sufficiente guadagno. Il cristallo è l'unico elemento di risonanza del circuito, e quindi deve determinare la frequenza di oscillazione. E 'collegato come un feedback shunt-shunt. Ecco un caso in cui l'instabilità è desiderato, e vi è uno spostamento di fase 180deg alla risonanza, rendendo le risposte positive. L'ampiezza è limitata dalla portata massima delle escursioni di tensione al drain. La resistenza R può essere utilizzato per ridurre il feedback e l'unità di cristallo. Non è necessario per l'oscillazione, e se si guarda al Wavform uscita quando è zero, si vedrà una forma d'onda appiattita sopra e sotto. Con R 10k, la forma d'onda è molto più sinusoidale, soprattutto le parti superiori, ma la parte inferiore è ancora notevolmente appiattita. Con R 15k, l'oscillatore non oscillerà (non si avvia). Cristalli, per inciso, non devono essere guidati con una tensione troppo alta, o la sollecitazione meccanica si rompono. L'ampiezza di oscillazione al di scarico era 24 V con R 1k, la tensione RF attraverso il choke inversione di direzione durante il ciclo. Tuned-GATE oscillatori oscillatori studiati qui si basano sul circuito di sinistra, che mostra i principi. valori dei componenti non sono mostrati, perché questo circuito non è stato costruito e testato ancora, ed è qui solo per illustrazione. Q è un FET, ad elevata resistenza di ingresso e la corrente di drain autolimitante, entrambi i quali caratteristiche sono importanti qui. Un tubo a vuoto triodo potrebbe anche essere utilizzato, che ha le stesse caratteristiche. Quando il circuito è quiescente, il resistore R g. chiamato una perdita di griglia (da giorni a valvole) fornisce V GS 0, e quindi la corrente di drain è I DSS. e il FET è pronto ad amplificare. Il sintonizzati circuito L 1 C fornisce una tensione oscillante al cancello attraverso il blocco condensatore C g quando sono eccitati. La corrente di drain quindi varia simpatia, ed è accoppiato attraverso l'induttanza mutua M 12 al circuito sintonizzato. Se le polarità sono correttamente disposti, le oscillazioni del circuito sintonizzato sono incoraggiati, e se le perdite sono controbilanciati, le oscillazioni continuano e addirittura aumentare. Quando il cancello diventa positivo di circa 0,7 V, corrente attraverso R g tira il cancello negativo, diminuendo il guadagno finché le perdite sono solo compensate, e l'ampiezza di oscillazione è costante. Quando si verifica ciò, il cancello diventa piuttosto negativo, anche oltre cutoff, e la corrente di drain diminuisce. Tutti gli oscillatori studiate sotto operano in questo modo. La perdita della griglia risolve i problemi fondamentali di ogni oscillatore: a partire, e l'ampiezza limitante. Il diodo D è lì solo per facilitare il carico sul cancello all'avvio non ha alcun effetto quando l'oscillatore è in funzione. Questo circuito è chiamato un oscillatore Armstrong per onorare il maggiore Armstrong, che ha inventato il ricevitore rigenerativa, e molto altro ancora in radio. Ha aggiunto la bobina tickler L 2, che fornisce un feedback positivo. Se L o C è vario, la frequenza delle variazioni di oscillazione, e abbiamo un oscillatore a frequenza variabile. o VFO. circuiti LC sintonizzato non forniscono un buon controllo della frequenza, ma con uno sforzo può essere costruito VFO relativamente stabili. Oscillatori con induttanze aria-core sono abbastanza pratici a frequenze radio (sopra, dire 250 kHz). Si noti che l'induttanza di una bobina in aria-core non è influenzato dal DC nella bobina. Il circuito mostrato è chiamato serie alimentato perché il flusso di polarizzazione e di segnale nello stesso circuito di scarico (l'alimentazione deve essere bypassato con un condensatore quindi è un buon massa di segnale). Lo scarico potrebbe anche essere shunt-alimentato. come nel oscillatore Pierce sopra, utilizzando un RFC e un condensatore di polarizzazione e segnale separato. Due modalità di feedback sono mostrati a destra. Nel circuito Hartley, l'induttore è sfruttato per abbinare la bassa impedenza del circuito collettore (o la piastra, per un tubo), mentre l'altra estremità fornisce la base (o griglia). Solo un condensatore è utilizzato, il che rende la sintonizzazione facile. Il circuito Colpitts non richiede un induttore filettato, ma utilizza due condensatori come un partitore di tensione capacitivo. La fase è opposta alle due estremità del circuito sintonizzato, fornendo le risposte positive necessaria. La frequenza è f 12piradicLC. In normali circuiti RF ad alta frequenza, L è Müh e C in pF. Una modifica del circuito Colpitts, denominato oscillatore Clapp, è mostrato a sinistra. Questo circuito può essere costruito e testato. Il condensatore di sintonia è in serie con l'induttanza qui, è un condensatore fisso, ma in un VFO sarebbe variabile. Tutti e tre i condensatori sono 0,001 MUF in questo circuito, ma in un circuito pratico, la capacità in serie con l'induttore sarebbe molto più piccolo rispetto alle altre due (forse 50 pF), e darebbe una notevole gamma di frequenze. L'induttore era un 120 Muh (indicato come uH su schemi) ferrite induttore nucleo mi è capitato di avere a portata di mano. Il 1 mH induttore in vantaggio sorgente è un choke radiofrequenza o RFC, progettata per contenere la sua induttanza quando una corrente continua ragionevole attraversa. Qui, si separa il circuito di polarizzazione dal circuito RF. I conduttori del MPF 102 JFET sono DSG, in questo ordine, se si considerano la parte piatta del pacchetto con i cavi verso il basso. Questo circuito ha un segnale di 5 V picco-picco alla fonte ad una frequenza di circa 828 kHz, appropriato per un induttore 120 Müh risonanza con 13 nF - tre .001 condensatori in serie. La tensione media cancello era circa -4.5 V, il che significa che il cancello varia da circa -10 V, ben oltre cutoff, a 0,7 V, limitata dal diodo. La corrente media scarico era 0,6 mA. Il JFET funziona come un amplificatore di classe C in questo circuito. Questo rende un ottimo oscillatore RF per altri scopi, se non si dispone di un generatore di segnale. Un oscillatore Hartley è mostrata in alto a destra. Esso utilizza più degli stessi componenti come l'oscillatore Clapp. Un condensatore è necessario bloccare la tensione di polarizzazione di porta dal circuito sintonizzato. Il condensatore di sintonia è un pF poli condensatore 100. L1 è una bobina avvolta con 30 di filo su una forma 12 - ho usato un tubo lucite. Esso dispone di 210 giri, sfruttato alla fine 45 °, ed è di circa 3 lungo. Il tubo fa un bel manico durante l'avvolgimento della bobina, ed è interrotta quando l'avvolgimento è finito. Le estremità della bobina può essere messo attraverso 60 fori in ogni estremità. Quando si arriva alla svolta 45th, raschiare un po 'di smalto con carta vetrata e saldare il filo del rubinetto ad esso. Questa è un'operazione delicata, ma non molto difficile. I turni possono essere fissati con bobina di droga, se lo avete. In caso contrario, basta usare nastro adesivo trasparente o smalto. Saldare 22 porta a ciascuno dei tre fili. Il mio oscillatore è andato a 1,67 MHz. L'induttanza della bobina può essere stimata dalla formula L D 2 N 2 (18D 40L) Müh, dove D è il diametro e L la lunghezza della bobina in pollici, e N è il numero di spire, che ha dato 85 MUH. Con 100 pF, questo prevede una frequenza di risonanza di 1,73 MHz, abbastanza vicino accordo. C'era una oscillazione molto evidente parassita a circa 10 MHz, causata dalla capacità parassita con la lunga, looping conduce alla bobina meglio il layout sarebbe curare questo. Il cancello azionato a -5.86 V, e l'uscita era ancora circa 5 V da picco a picco. E 'molto soddisfacente vedere il lavoro oscillatore con le bobine ti ferita. Altri oscillatori sono discussi in altre pagine, ad esempio il VTVM e GDO. dove l'oscillatore grid-dip viene studiato, ei tubi a vuoto. dove vengono presentati oscillatori locali per superheterodynes. Composto da J. B. Calvert Creato 30 Luglio 2001 Ultima revisione 13 maggio 2002Sinusoidal oscillatore schema di oscillatore Prima di spiegare lo schema a blocchi di un oscillatore, ricordiamo il concetto di amplificatore di feedback positivo. Tutti voi sapete che l'amplificatore feedback positivo è costituito da amplificatore avente guadagno di A e circuito di feedback con guadagno di. Qui, una parte di uscita è reintrodotto all'ingresso attraverso il circuito di retroazione. Il segnale che viene reimmessa viene aggiunto al segnale di ingresso utilizzando estate mathSigma matematica e l'uscita degli atti estivi come un segnale effettivo ingresso dell'amplificatore. La figura mostra lo schema a blocchi dell'oscillatore. La differenza tra amplificatore di risposte positive e oscillatore è che, in oscillatore, non c'è bisogno di segnale di ingresso esterno. Per avviare le oscillazioni, segnale di uscita deve essere ricondotta nella corretta ampiezza e fase. ltflashgtfileblockdiagram. swfwidth70height300qualitybestltflashgt Fig: diagramma a blocchi di oscillatore per la riproduzione cliccare nuovamente su Clicca qui per cominciare Animazione di autovalutazione Domande (questionari SAQ) - 1 Nota: (i) Rispondere alle domande qui sotto le istruzioni. (Ii) Confronta la tua risposta a quella data alla fine dell'unità. Rispondere alla seguente domanda qui sotto identificando le risposte corrette: 1. Quale delle seguenti valutazioni viene utilizzato per produrre oscillazioni a. Positivo il feedback b. Risposte negative c. Positivo e di feedback negativo d. il feedback non rigenerativa rispondere alla seguente domanda Vero o Falso 2. Oscillator richiede segnale di ingresso esterno per il suo principio di funzionamento degli oscillatori Un oscillatore è costituito da un amplificatore e una rete di retroazione. Ora, vediamo quali componenti di base sono tenuti ad ottenere oscillazioni. dispositivo attivo sia Transistor o amplificatore operazionale è usato come un amplificatore. Circuito di ritorno con componenti passivi quali combinazioni di L-C R-C o. Per iniziare l'oscillazione con l'ampiezza costante, feedback positivo non è l'unica condizione sufficiente. circuito oscillatore deve soddisfare le seguenti due condizioni note come condizioni di Barkhausen: 1. La prima condizione è che l'ampiezza del guadagno di anello (A) deve essere unità. Questo significa che il prodotto del guadagno dell'amplificatore A e il guadagno della rete di retroazione deve essere l'unità. 2. La seconda condizione è che lo sfasamento intorno al ciclo deve essere 360 ​​o 0. Questo significa, lo sfasamento attraverso l'amplificatore e la rete di retroazione deve essere di 360 o 0. Self-Assessment Domande (questionari SAQ) - 2 Nota: ( i) Rispondere alle domande qui sotto le istruzioni. (Ii) Confronta la tua risposta a quella data alla fine dell'unità. Riempire gli spazi vuoti. 1. Circuito A deve soddisfare. criterio per ottenere oscillazioni sostenuta. Scegli la risposta corretta. 2. Per avviare oscillazione, lo spostamento di fase totale di un oscillatore è a. Alta b. Bassa c. 1 d. 0 Il nome oscillatore sinusoidale stesso indica il significato che questo oscillatore produce uscita sinusoidale. Per ogni tipo di circuito a comportarsi come un oscillatore, in primo luogo deve soddisfare la condizione necessaria e sufficiente che è menzionato nella sezione precedente. A seconda della variazione della ampiezza di uscita della forma d'onda, ci sono due tipi di oscillazioni. 1. Damped 2. smorzata o (sostenuta) Damped oscillazioni. Oscillazioni, la cui ampiezza va avanti diminuendo o aumentando continuamente con il tempo, sono chiamate oscillazioni smorzate. Se l'ampiezza delle oscillazioni diminuisce continuamente, è noto come sottosmorzato. Mentre se ampiezza delle oscillazioni è in continuo aumento, è noto come sovrasmorzato. oscillazioni non smorzate. Oscillazioni, la cui ampiezza rimane costante nel tempo, sono chiamati oscillazioni non smorzate o sostenere oscillazioni. In pratica, per ottenere le oscillazioni sostenuti a frequenza desiderata di oscillazioni, circuito oscillatore deve soddisfare alcuni requisiti fondamentali quali, circuito deve avere risposte positive quando risposte positive è utilizzato nel circuito, il guadagno circuito complessivo è dato da, Questa equazione indica che se a è uguale a 1 solo allora guadagno complessivo diventa infinito. Questo significa, è prodotto senza alcun apporto esterno. In realtà, per ottenere oscillazioni sostenuti, la prima volta quando il circuito viene acceso, il guadagno ad anello deve essere leggermente maggiore di uno. Questo assicurerà che oscillazioni accumulano nel circuito. Tuttavia, una volta raggiunto un adeguato livello di tensione di uscita, il guadagno ad anello deve diminuire automaticamente all'unità. Solo allora il circuito mantiene l'oscillazione sostenuta. Altrimenti, il circuito opera come sopra smorzata. Ciò può essere ottenuto nel circuito sia diminuendo guadagno dell'amplificatore A o diminuendo il guadagno di retroazione. ltflashgtfilesinuosci. swfwidth60height300qualitybestltflashgt Figura: Tipi di oscillatore per la riproduzione cliccare di nuovo su Clicca qui per vedere Tipi di oscillazione di autovalutazione Domande (questionari SAQ) - 4 Classificazione di sinusoidali Oscillatori Il nome oscillatore sinusoidale si indica che questo oscillatore produce uscita sinusoidale. Nel paragrafo precedente, abbiamo accennato che la frequenza di oscillazione è determinata dalle componenti del circuito di retroazione. Pertanto, secondo le componenti di frequenza determinata, ci sono tre tipi di base di oscillatori come oscillatore RC, oscillatore LC e cristallo oscillatore. 1. oscillatori RC. Essi utilizzano una rete di resistenza-capacità di determinare la frequenza dell'oscillatore. Sono adatti per basse (gamma audio) e moderati applicazioni di frequenza (5 Hz a 1 MHz). Essi sono ulteriormente suddivise come, 2. oscillatori LC. Qui, induttori e condensatori sono utilizzati in serie o in parallelo per determinare la frequenza. Essi sono più adatti per radio frequenza (da 1 a 500 MHz) e ulteriormente classificati come, 3. Cristallo oscillatore. Come oscillatori LC è adatto per applicazioni a radiofrequenza. Ma ha molto elevato grado di stabilità e precisione rispetto ad altri oscillatori. Self-Assessment Domande (questionari SAQ) - 5 Nota: (i) rispondere alle seguenti domande secondo le istruzioni. (Ii) Confronta la tua risposta a quella data alla fine dell'unità. 1. elencare gli oscillatori sinusoidali con la loro gamma di frequenza. Dettagli di RC oscillatori con esempi che avevano visto lo schema a blocchi dell'oscillatore. Consiste di amplificatore avente guadagno A e circuito di reazione con guadagno. In caso di oscillatori RC, circuito di feedback utilizza una combinazione di resistenza-capacità. Questa combinazione RC svolge la duplice funzione. Esso agisce come rete di retroazione nonché la frequenza determinazione rete dell'oscillatore. Principio di oscillatori RC: Tutti voi sapete che un transistor in configurazione CE agisce come un amplificatore oppure è possibile utilizzare Op Amp come un amplificatore di inversione. Essa non solo amplifica il segnale di ingresso, ma si sposta anche la fase da 180. Tuttavia, per produrre oscillazioni, dobbiamo avere risposte positive di quantità sufficiente. Il feedback positivo solo si verifica quando la tensione torna alimentato è in fase con il segnale di ingresso originale. Questa condizione può essere realizzata in due modi. 1. Wien oscillatore a ponte di spostamento -360 o 0 fase per amplificatore e 0 o 360 sfasamento dal circuito di feedback Fig: Principio di Wien Ponte Oscillator Un modo di ottenere sfasamento di 360 è quella di utilizzare due stadi di amplificatori, ciascuna dando sfasamento di 180, o usare l'amplificatore non invertente con amplificatore operazionale. In questo caso, il segnale di retroazione non produce alcun ulteriore spostamento di fase. Questo è il principio di base di un oscillatore a ponte di Wien. 2. RC Phase Shift Oscillator - spostamento di 180 di fase da amplificatore e ulteriore trasferimento di 180 di fase dal circuito di feedback Fig: Principio di RC Phase Shift Oscillator Qui possiamo prendere una parte della produzione e farla passare attraverso una rete di sfasamento (circuito di retroazione) dando ulteriore sfasamento di 180. così, otteniamo spostamento di fase totale di 180 180 360 come segnale passa attraverso l'amplificatore e la rete sfasamento. Questo è il principio di base di RC sfasamento oscillatore. Self-Assessment Domande (questionari SAQ) - 6 Nota: (i) rispondere alle seguenti domande secondo le istruzioni. (Ii) Confronta la tua risposta a quella data alla fine dell'unità. 1. Spiegare in breve la funzione della combinazione RC utilizzati in RC oscillatori sinusoidali. Rispondere alla seguente domanda qui sotto identificando le risposte corrette: 2. RC sfasamento oscillatore, la rete di feedback produce. Phase Shift a. 90 gradi b. 180 gradi c. 270 gradi d. 360 gradi rispondere alla seguente domanda Vero o Falso 3. Wien oscillatore ponte può essere progettato sia utilizzando due fasi di amplificatori a transistor o utilizzando l'amplificatore non invertente con amplificatore operazionale. Lo scopo di questa unità è limitato a Wien Ponte oscillatori Cerchiamo di studiare Oscillatore a ponte di Wien in dettaglio: a) Lead-Lag circuito Il circuito mostra la combinazione RC usato in Wien oscillatore a ponte. Questo circuito è anche conosciuto come circuito di lead-lag. Qui, resistore e condensatore mathR1math mathC1math sono collegati in serie, mentre mathR2math resistenza e condensatore mathC2math sono collegati in parallelo. Dobbiamo vedere come questo circuito seleziona solo una particolare frequenza. Come lead-lag opere circuito vediamo che cosa sarebbe la tensione di uscita alle alte frequenze. Supponiamo, segnale di ingresso AC Vi è applicato a questo circuito, allora quale sarebbe la tensione di uscita Qui, l'ampiezza dell'uscita Vo dipende dalla frequenza del segnale di ingresso. Come accade Voi sapete che la reattanza del condensatore è inversamente proporzionale alla frequenza. Alle alte frequenze, la reattanza del condensatore mathC1math e mathC2math avvicina a zero. Questo fa sì che mathC1math e mathC2math sembra breve. Qui, condensatore mathC2math pantaloncini il mathR2math resistenza. Quindi, la tensione di uscita Vo è zero poiché l'uscita è data dai combinazione mathR2math e mathC2math. In breve, ad alte frequenze, il circuito si comporta come un circuito di ritardo. Vediamo che cosa sarebbe la tensione di uscita a basse frequenze. Allo stesso modo, alle basse frequenze, entrambi i condensatori fungono aperta perché condensatore offre elevate reattanza. Ancora tensione di uscita sarà zero perché il segnale di ingresso cade attraverso la combinazione mathR1math e mathC1math. Qui, il circuito si comporta come un circuito di piombo. Che cosa accadrebbe se la frequenza del segnale di ingresso è in mezzo a questi due estremi Fondamentalmente, circuito atti lead-lag come un circuito risonante. Abbiamo visto che, a due estremi, otteniamo tensione di uscita zero. Ma a un particolare frequenza tra i due estremi, la tensione di uscita raggiunge il valore massimo. A solo questa frequenza, valore di resistenza diventa uguale reattanza capacitiva e dà uscita massima. Quindi, questa frequenza particolare è nota come frequenza di risonanza o la frequenza di oscillazione. ltflashgtfileleadlag. swfwidth65height380qualitybestltflashgt Figura: Piombo-Lag circuito per Replay cliccare nuovamente su Clicca qui per cominciare Animazione Qui, ci si può chiedere, Come calcolare questa frequenza particolare è molto semplice. La potenza massima sarebbe prodotto se R Xc. Supponiamo, mathR1math mathR2math R e mathC1math mathC2math C, come si sa che mathXc frac f, matematica Questo dà frequenza di risonanza mathf frac R, C, la matematica. b) Il circuito mostra Wien oscillatore ponte con circuito di lead-lag. Vediamo perché viene dato il nome di Wien ponte. La versione base del ponte di Wien ha quattro braccia. I due bracci sono puramente resistiva e altri due bracci sono bracci sensibili alla frequenza. Questi due bracci non sono altro che il circuito di lead-lag di cui abbiamo già discusso. La combinazione serie di mathR1math e mathC1math è collegato tra il terminale A e D. La combinazione parallelo di mathR2math e mathC2math è collegato tra il terminale d e c. Per progettare circuito oscillatore utilizzando questo ponte, l'uscita del ponte è dato stadio amplificatore. Qui, non invertente stadio amplificatore è utilizzato per ottenere oscillazioni. Figura: Schema di Wien Ponte oscillatore può indovinare il motivo per cui l'amplificatore non invertente è richiesto per tale, solo ricordare la condizione necessaria di oscillazioni. Per avviare le oscillazioni, lo spostamento di fase totale del circuito deve essere 360 ​​e l'entità del guadagno d'anello deve essere maggiore di uno. Qui, il ponte non fornisce sfasamento alla frequenza di oscillazione come un braccio consiste circuito piombo e altro braccio è costituito da circuiti di ritardo. Non vi è alcuna necessità di introdurre sfasamento da un amplificatore. Pertanto, viene utilizzato l'amplificatore non invertente. Self-Assessment Domande (questionari SAQ) - 7 Nota: (i) rispondere alle seguenti domande secondo le istruzioni. (Ii) Confronta la tua risposta a quella data alla fine dell'unità. 1. Spiegare piombo termine e il circuito di ritardo e il suo principio di funzionamento. 2. Spiegare come funziona circuito lead-lag. Rispondere alla seguente domanda qui sotto identificando le risposte corrette: 3. Un circuito di ritardo ha un angolo di fase che è una. Tra 0 e 90 gradi b. Superiore a 90 gradi c. Tra 0 e -90 gradi d. La stessa tensione di ingresso 4. Circuito di accoppiamento è indicato anche come. un. Lag circuito b. Piombo circuito c. Lead-lag del circuito d. circuito risonante Per una migliore comprensione del ponte oscillatore Vienna, lo stesso circuito può essere ridisegnata come mostrato di seguito. Osservare attentamente lo schema elettrico. Il circuito di ritardo di piombo è usato come rete di feedback di cui abbiamo già discusso. Qui, non invertente stadio amplificatore è utilizzato per ottenere oscillazioni. Il circuito oscillatore ponte wien consiste di due feedback, positivo e negativo. Un feedback positivo è compreso tra l'uscita e il terminale non invertente ed un feedback negativo è fra l'uscita e terminale invertente OPAMP. Voi sapete che per l'oscillatore, risposte positive è essenziale. Qui, un feedback positivo viene utilizzato per la produzione di sfasamento grado zero tra amplificatore e rete di retroazione. Forse volete sapere perché è necessario un feedback negativo qui. Per garantire oscillazioni sostenuti, il guadagno ad anello deve essere leggermente maggiore di uno quando il circuito viene acceso per la prima volta. Per Wien oscillatore a ponte, il guadagno dell'amplificatore deve essere maggiore di tre (Agt3), che garantirà oscillazioni sostenuta accumulano nel circuito. Quindi, per impostare questo guadagno feedback negativo è essenziale. In pratica, per ottenere le oscillazioni sostenuti alla frequenza desiderata di oscillazioni, il prodotto del guadagno di tensione A e il guadagno di retroazione devono essere uno o più di uno. In questo caso, l'amplificatore a guadagno A deve essere 3. Quindi, per soddisfare la condizione del prodotto, il guadagno di retroazione deve essere 13. Qui, il guadagno dell'amplificatore invertente è deciso dal resistore mathR3math e mathR4math. Per oscillazioni subite, resistenza mathR4math deve essere il doppio della resistenza mathR3math. Allo stesso modo, si ottiene la massima uscita Vo solo se il valore resistivo è uguale al valore di reattanza. Quindi, la frequenza di oscillazione è deciso dal resistore R e il condensatore C. ltflashgtfileWBO circuit. swfwidth60height300qualitybestltflashgt Figura: Schema di Wien oscillatore a ponte per la riproduzione cliccare nuovamente su Clicca qui per cominciare Animazione Cosa succede se la resistenza mathR3math non è uguale al doppio della resistenza mathR4math nella sezione precedente avevamo visto che il valore di resistenza mathR3math e mathR4math gioca un ruolo molto importante. Per iniziare le oscillazioni, il mathR3math resistenza deve essere il doppio del mathR4math resistenza. Cosa succede se la resistenza mathR3math non è uguale al doppio della resistenza mathR4math. Se mathR3math è inferiore al 2 mathR4math. il prodotto A sarà inferiore all'unità e oscillazioni non può essere mantenuto. E se mathR3math è maggiore di 2 mathR4math. il guadagno aumenta in modo significativo. Pertanto, il prodotto A diventa molto grande. Ciò avvierà le oscillazioni. Ma a causa di aumento eccessivo, la distorsione può provocare. Fig: Effetto della mathR3math e mathR4math a Vienna Ponte Oscillator Questo indica che una qualche forma di riduzione del guadagno è richiesto al tensione di uscita più elevata. Uno dei possibili modi è quello di sostituire il resistore mathR4math dalla lampada al tungsteno. How this circuit works if resistor mathR4math by tungsten lamp, is left to the student for further study of this topic . Self-Assessment Questions (SAQs)- 8 Note: (i) Answer the questions below as instructed. (ii) Compare your answer with the one given in the end of the Unit. 1. Discuss the working of wien bridge oscillators with neat block diagram. 2. Explain the role of feedbacks in Wien Bridge Oscillator. 3. Give the name of the technique used to reduce the loop gain at higher output voltage. Answer the following question below by identifying the correct answers: 4. In Wien-bridge oscillator, the gain of amplifier must be a. 0 b. 1 c. 2 d. 3 In practice, to obtain the sustained oscillations at the desired frequency of oscillations, the product of the voltage gain A and the feedback gain must be one or greater than one. In this case, the amplifier gain A must be 3. Hence, to satisfy the product condition, feedback gain must be 13. How to select the component values to set the desired sustained oscillation frequency 1. Gain components selection For noninverting amplifier, gain is given by, Here, the gain of the noninverting amplifier is decided by resistor mathR3math and mathR4math This gives, mathR4 2 R3, math -------(1) For sustained oscillations, resistor mathR4math must be twice of resistor mathR3math . 2. Frequency components selection We get the maximum output Vo only if resistive value is equal to reactance value. Hence, the frequency of oscillation is decided by resistor R and capacitor C. Actually, the oscillation frequency is given by equation no 2. For maximum output, mathR Xc, math -------(2) To simplify, if you keep values of resistance mathR1math and mathR2math same, and values of capacitors mathC1math and mathC2math same, then the frequently of lead lag circuit is given by equation 3. If mathR1 R2 R, math and mathC1 C2 C, math then Self-Assessment Questions (SAQs)- 9 Note: (i) Answer the questions below as instructed. (ii) Compare your answer with the one given in the end of the Unit. 1. Explain how to select gain and frequency component of Wien bridge oscillator. 2. Compute the component values for 956Hz frequency of oscillation in the Wien bridge oscillator circuit. Answer the following question below by identifying the correct answers: 3. How many resistors to be varied to change the frequency of a Wien bridge oscillator. un. One resistor b. Two resistors c. Three resistors d. One capacitor