Wien Bridge Oscillator
ออสซิลเลเตอร์ความถี่เสียงยอดนิยมอีกประเภทหนึ่งคือวงจรออสซิลเลเตอร์สะพาน Wien ส่วนใหญ่จะใช้เนื่องจากคุณสมบัติที่สำคัญ วงจรนี้เป็นอิสระจากcircuit fluctuations และ ambient temperature.
ข้อได้เปรียบหลักของออสซิลเลเตอร์นี้คือความถี่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วง 10Hz ถึงประมาณ 1MHz ในขณะที่ RC ออสซิลเลเตอร์ความถี่จะไม่แตกต่างกัน
การก่อสร้าง
การสร้างวงจรของ Wien bridge oscillator สามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้ เป็นเครื่องขยายเสียงสองขั้นตอนพร้อมวงจรสะพาน RC วงจรสะพานมีแขน R 1 C 1 , R 3 , R 2 C 2และทังสเตนหลอดไฟแอลพี ความต้านทาน R 3และหลอด L pใช้เพื่อรักษาความกว้างของเอาต์พุต
แผนภาพวงจรต่อไปนี้แสดงการจัดเรียงของออสซิลเลเตอร์สะพาน Wien
ทรานซิสเตอร์ T 1ทำหน้าที่เป็นออสซิลเลเตอร์และเครื่องขยายเสียงในขณะที่ทรานซิสเตอร์อีกตัว T 2ทำหน้าที่เป็นอินเวอร์เตอร์ การดำเนินงานอินเวอร์เตอร์มีการเปลี่ยนเฟส 180 o วงจรนี้จะให้ข้อเสนอแนะในเชิงบวกผ่าน R 1 C 1 , C 2 R 2กับทรานซิสเตอร์ T 1และข้อเสนอแนะเชิงลบผ่านแบ่งแรงดันในการป้อนข้อมูลของทรานซิสเตอร์ที2
ความถี่ของการสั่นถูกกำหนดโดยองค์ประกอบอนุกรม R 1 C 1และองค์ประกอบคู่ขนาน R 2 C 2ของสะพาน
$$ f = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {R_1C_1R_2C_2}} $$
ถ้า R 1 = R 2และ C 1 = C 2 = C
จากนั้น
$$ f = \ frac {1} {2 \ pi RC} $$
ตอนนี้เราสามารถลดความซับซ้อนของวงจรข้างต้นได้ดังนี้ -
ออสซิลเลเตอร์ประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์คู่ RC สองขั้นตอนและเครือข่ายป้อนกลับ แรงดันไฟฟ้าที่รวมกันแบบขนานของ R และ C จะถูกป้อนเข้ากับอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ 1 การเปลี่ยนเฟสสุทธิผ่านแอมพลิฟายเออร์สองตัวเป็นศูนย์
แนวคิดปกติในการเชื่อมต่อเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ 2 กับแอมพลิฟายเออร์ 1 เพื่อให้เกิดการสร้างสัญญาณใหม่สำหรับออสซิลเลเตอร์ไม่สามารถใช้ได้ที่นี่เนื่องจากแอมพลิฟายเออร์ 1 จะขยายสัญญาณในช่วงความถี่ที่กว้างและด้วยเหตุนี้การเชื่อมต่อโดยตรงจะส่งผลให้ความถี่มีเสถียรภาพต่ำ ด้วยการเพิ่มเครือข่ายข้อเสนอแนะสะพาน Wien ออสซิลเลเตอร์จะมีความไวต่อความถี่เฉพาะและด้วยเหตุนี้ความเสถียรของความถี่จึงเกิดขึ้น
การดำเนินการ
เมื่อเปิดวงจรวงจรบริดจ์จะสร้างการสั่นของความถี่ที่ระบุไว้ข้างต้น ทรานซิสเตอร์สองตัวสร้างการกะระยะทั้งหมดที่ 360 oเพื่อให้แน่ใจว่ามีการตอบรับเชิงบวกที่เหมาะสม ข้อเสนอแนะเชิงลบในวงจรช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตคงที่ นี้จะทำได้โดยอุณหภูมิทังสเตนมีความละเอียดอ่อนหลอดไฟแอลพี ความต้านทานเพิ่มขึ้นตามกระแส
หากแอมพลิจูดของเอาต์พุตเพิ่มขึ้นจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ามากขึ้นและได้รับผลตอบกลับเชิงลบมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ผลลัพธ์จะกลับไปเป็นค่าเดิม ในขณะที่หากผลลัพธ์มีแนวโน้มลดลงการดำเนินการย้อนกลับจะเกิดขึ้น
ข้อดี
ข้อดีของ Wien bridge oscillator มีดังนี้ -
วงจรให้เสถียรภาพความถี่ที่ดี
ให้เอาต์พุตคงที่
การทำงานของวงจรค่อนข้างง่าย
อัตราขยายโดยรวมสูงเนื่องจากมีทรานซิสเตอร์สองตัว
ความถี่ของการสั่นสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างง่ายดาย
ความเสถียรของแอมพลิจูดของแรงดันขาออกสามารถรักษาได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโดยการแทนที่ R 2ด้วยเทอร์มิสเตอร์
ข้อเสีย
ข้อเสียของ Wien bridge oscillator มีดังนี้ -
วงจรไม่สามารถสร้างความถี่ที่สูงมากได้
จำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวและจำนวนส่วนประกอบสำหรับการสร้างวงจร