Wiener Brückenoszillator
Eine andere Art von populärem Audiofrequenzoszillator ist die Wien-Brückenoszillatorschaltung. Dies wird hauptsächlich wegen seiner wichtigen Merkmale verwendet. Diese Schaltung ist frei von dercircuit fluctuations und die ambient temperature.
Der Hauptvorteil dieses Oszillators besteht darin, dass die Frequenz im Bereich von 10 Hz bis etwa 1 MHz variiert werden kann, während bei RC-Oszillatoren die Frequenz nicht variiert wird.
Konstruktion
Der Schaltungsaufbau des Wien-Brückenoszillators kann wie folgt erklärt werden. Es ist ein zweistufiger Verstärker mit RC-Brückenschaltung. Die Brückenschaltung hat die Arme R 1 C 1 , R 3 , R 2 C 2 und die Wolframlampe L p . Der Widerstand R 3 und die Lampe L p werden verwendet, um die Amplitude des Ausgangs zu stabilisieren.
Das folgende Schaltbild zeigt die Anordnung eines Wien-Brückenoszillators.
Der Transistor T 1 dient als Oszillator und einen Verstärker , während der andere Transistor T 2 dient als ein Inverter. Der Wechselrichterbetrieb liefert eine Phasenverschiebung von 180 ° . Diese Schaltung liefert eine positive Rückkopplung über R 1 C 1 , C 2 R 2 an den Transistor T 1 und eine negative Rückkopplung über den Spannungsteiler an den Eingang des Transistors T 2 .
Die Schwingungsfrequenz wird durch das Serienelement R 1 C 1 und das Parallelelement R 2 C 2 der Brücke bestimmt.
$$ f = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {R_1C_1R_2C_2}} $$
Wenn R 1 = R 2 und C 1 = C 2 = C.
Dann,
$$ f = \ frac {1} {2 \ pi RC} $$
Nun können wir die obige Schaltung wie folgt vereinfachen:
Der Oszillator besteht aus zwei Stufen eines RC-gekoppelten Verstärkers und einem Rückkopplungsnetzwerk. Die Spannung über der Parallelkombination von R und C wird dem Eingang von Verstärker 1 zugeführt. Die Nettophasenverschiebung durch die beiden Verstärker ist Null.
Die übliche Idee, den Ausgang des Verstärkers 2 mit dem Verstärker 1 zu verbinden, um eine Signalregeneration für den Oszillator bereitzustellen, ist hier nicht anwendbar, da der Verstärker 1 Signale über einen weiten Frequenzbereich verstärkt und daher eine direkte Kopplung zu einer schlechten Frequenzstabilität führen würde. Durch Hinzufügen eines Wien-Brückenrückkopplungsnetzwerks wird der Oszillator für eine bestimmte Frequenz empfindlich und somit wird eine Frequenzstabilität erreicht.
Betrieb
Wenn die Schaltung eingeschaltet wird, erzeugt die Brückenschaltung Schwingungen der oben angegebenen Frequenz. Die beiden Transistoren erzeugen eine Gesamtphasenverschiebung von 360 °, so dass eine ordnungsgemäße positive Rückkopplung gewährleistet ist. Die negative Rückkopplung in der Schaltung sorgt für eine konstante Leistung. Dies wird durch die temperaturempfindliche Wolframlampe L p erreicht . Sein Widerstand nimmt mit dem Strom zu.
Wenn die Amplitude des Ausgangs zunimmt, wird mehr Strom erzeugt und mehr negative Rückkopplung erreicht. Aus diesem Grund würde die Ausgabe auf den ursprünglichen Wert zurückkehren. Wenn die Leistung tendenziell abnimmt, würde eine umgekehrte Aktion stattfinden.
Vorteile
Die Vorteile des Wiener Brückenoszillators sind folgende:
Die Schaltung bietet eine gute Frequenzstabilität.
Es bietet eine konstante Ausgabe.
Die Bedienung der Schaltung ist recht einfach.
Die Gesamtverstärkung ist aufgrund von zwei Transistoren hoch.
Die Frequenz der Schwingungen kann leicht geändert werden.
Die Amplitudenstabilität der Ausgangsspannung kann genauer aufrechterhalten werden, indem R 2 durch einen Thermistor ersetzt wird.
Nachteile
Die Nachteile des Wien-Brückenoszillators sind wie folgt:
Die Schaltung kann keine sehr hohen Frequenzen erzeugen.
Für den Schaltungsaufbau sind zwei Transistoren und eine Anzahl von Komponenten erforderlich.