Ang mga oscillator circuit ay gumagawa ng mga pana-panahong signal sa output. Maaari nilang i-convert ang anumang DC signal sa AC signal na may iba't ibang frequency depende sa komposisyon nito. Tatalakayin natin ang Wien bridge oscillator, ang prinsipyong gumagana nito kasama ang mga binagong bersyon at mga halimbawa sa artikulong ito.
Ang Wien Bridge Oscillator
Ang Wein bridge oscillator ay ang frequency-oriented form ng Wheatstone bridge. Sa pagbuo ng tulay nito, ang dalawang braso ay naglalaman lamang ng mga resistensya, habang ang iba pang dalawa ay naglalaman ng mga kumbinasyon ng paglaban at kapasitor. Ang isa sa mga braso ng bridge oscillator ay binubuo ng isang serye ng RC circuit na may isa pang parallel na RC circuit tulad ng ipinapakita sa ibaba:
Ang mga kumbinasyon ng capacitor-resistor ng dalawang braso ay mukhang mga high pass at low pass na mga filter gaya ng natukoy sa figure sa ibaba:
Prinsipyo sa Paggawa
Kapag inilapat ang mas mababang mga frequency, nag-aalok ang mga series capacitor ng napakataas na reactance dahil ang reactance ng isang capacitor ay inversely proportional sa frequency gaya ng ibinigay ng:
Dahil sa napakataas na reactance, ang kapasitor ay kumikilos bilang isang bukas na circuit at samakatuwid ang output ay nananatiling zero.
Kapag ang mas mataas na mga frequency ay inilapat, ang parehong mga capacitor C1 at C2 ay nag-aalok ng mababang reactance at kumikilos tulad ng isang maikling circuit. Sa sitwasyong ito, ang input signal ay sumusunod sa short-circuited path mula sa C1 at C2 upang bumalik sa supply. Ang output boltahe ay nananatiling zero sa kasong ito pati na rin.
Gayunpaman, maaari tayong pumili ng mid-frequency range sa pagitan ng napakataas na frequency at napakababang frequency, upang ang parehong open-circuit at short-circuit na kondisyon ay maiiwasan. Ang mid-level frequency kung saan ang output boltahe ay lumalabas na pinakamataas ay kilala bilang ang resonant frequency.
Grapikal na presentasyon
Sa dalas ng resonance, ang magnitude ng output ay katumbas ng halos isang-katlo ng input boltahe. Ang graph, kapag na-plot sa pagitan ng output gain at phase shift, ay nagbibigay ng isang paglalarawan ng phase advance, phase delay, at resonance point gaya ng ipinapakita sa ibaba:
Sa mababang frequency, ang phase angle ay nagpapakita ng +90 degrees, na nagpapahiwatig ng phase advance sa pagitan ng input at output signal habang sa mataas na frequency, ang phase angle ay nagiging -90 degrees na nagpapahiwatig na magkakaroon ng phase delay sa pagitan ng input at output signal. Ang mid-frequency point, fr ay nagpapahiwatig ng mga resonant na frequency kung saan ang dalawang signal ay nasa phase sa isa't isa.
Sa mababang frequency, ang phase angle ay nagpapakita ng +90 degrees, na nagpapahiwatig ng phase advance sa pagitan ng input at output signal habang sa mataas na frequency, ang phase angle ay nagiging -90 degrees na nagpapahiwatig na magkakaroon ng phase delay sa pagitan ng input at output signal. Ang mid-frequency point, fr ay nagpapahiwatig ng mga resonant na frequency kung saan ang dalawang signal ay nasa phase sa isa't isa.
Pagpapahayag ng Dalas ng Oscillator
Ang dalas ng resonant ay kinakalkula sa ibaba:
Para sa malagong dalas; R1=R2=R at C1=C2=C:
Wein Bridge Oscillator na may Op-Amp
Ang mga Wein bridge oscillator ay maaari ding magsama ng mga op-amp sa kanilang circuit. Ang mga op-amp na terminal ay konektado sa dalawang punto ng Wein bridge oscillator tulad ng ipinapakita sa ibaba:
Ang tanging limitasyon ng configuration na ito ay ang limitasyon ng mas matataas na frequency. Ang mga oscillator na Wein bridge na nakabatay sa op-amps ay dapat gamitin sa ibaba 1 MHz. Ito ay dahil sa katotohanan na ang mga tulay ng Wein ay mga low-frequency na oscillator sa pagitan ng 20Hz hanggang 20kHz.
Halimbawa
Isaalang-alang ang isang risistor na 20kΩ at isang variable na kapasitor ng 10nf hanggang 2000nf sa Wein bridge oscillator circuit. Suriin ang maximum at minimum na mga halaga ng mga frequency ng oscillation.
Ang dalas ng mga oscillation ay ibinibigay ng:
Para sa pinakamababang dalas, fmin;
Para sa pinakamataas na dalas, fmax:
Konklusyon
Ang Wein bridge oscillator ay isang kumbinasyon ng mga network ng high-pass at low-pass na filter. Ito ay gumagana sa resonant frequency kung saan ang output boltahe ay lumalabas na pinakamataas. Sa itaas at sa ibaba ng dalas na ito, pinapanatili ang zero na output.