Wien Bridge Oscillator
Một loại mạch dao động tần số âm thanh phổ biến khác là mạch dao động cầu Wien. Điều này chủ yếu được sử dụng vì các tính năng quan trọng của nó. Mạch này miễn phí từcircuit fluctuations và ambient temperature.
Ưu điểm chính của bộ dao động này là tần số có thể thay đổi trong khoảng từ 10Hz đến khoảng 1MHz trong khi ở bộ dao động RC, tần số không thay đổi.
Xây dựng
Cấu tạo mạch của bộ tạo dao động cầu Wien có thể được giải thích như dưới đây. Nó là một bộ khuếch đại hai tầng với mạch cầu RC. Đoạn mạch cầu có các tay R 1 C 1 , R 3 , R 2 C 2 và đèn vônfram L p . Điện trở R 3 và đèn L p dùng để ổn định biên độ của ngõ ra.
Sơ đồ mạch sau đây cho thấy sự sắp xếp của một bộ dao động cầu Wien.
Bóng bán dẫn T 1 đóng vai trò là bộ dao động và bộ khuếch đại trong khi bóng bán dẫn T 2 còn lại đóng vai trò là bộ biến tần. Hoạt động của biến tần cung cấp độ lệch pha 180 o . Mạch này cung cấp phản hồi tích cực thông qua R 1 C 1 , C 2 R 2 đến bóng bán dẫn T 1 và phản hồi âm qua bộ phân áp đến đầu vào của bóng bán dẫn T 2 .
Tần số của dao động được xác định bởi phần tử nối tiếp R 1 C 1 và phần tử song song R 2 C 2 của cầu.
$$ f = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {R_1C_1R_2C_2}} $$
Nếu R 1 = R 2 và C 1 = C 2 = C
Sau đó,
$$ f = \ frac {1} {2 \ pi RC} $$
Bây giờ, chúng ta có thể đơn giản hóa mạch trên như sau:
Bộ dao động bao gồm hai giai đoạn của bộ khuếch đại kết hợp RC và một mạng phản hồi. Điện áp trên sự kết hợp song song của R và C được đưa vào đầu vào của bộ khuếch đại 1. Độ lệch pha thuần qua hai bộ khuếch đại bằng không.
Ý tưởng thông thường kết nối đầu ra của bộ khuếch đại 2 với bộ khuếch đại 1 để cung cấp tái tạo tín hiệu cho bộ dao động không được áp dụng ở đây vì bộ khuếch đại 1 sẽ khuếch đại tín hiệu trên một dải tần số rộng và do đó việc ghép nối trực tiếp sẽ dẫn đến độ ổn định tần số kém. Bằng cách thêm mạng phản hồi cầu Wien, bộ dao động trở nên nhạy cảm với một tần số cụ thể và do đó đạt được sự ổn định tần số.
Hoạt động
Khi chuyển mạch ON, mạch cầu tạo ra dao động với tần số như trên. Hai bóng bán dẫn tạo ra tổng độ lệch pha là 360 o để đảm bảo phản hồi tích cực thích hợp được đảm bảo. Phản hồi tiêu cực trong mạch đảm bảo đầu ra không đổi. Điều này đạt được bằng đèn vonfram nhạy cảm với nhiệt độ L p . Điện trở của nó tăng lên theo dòng điện.
Nếu biên độ của đầu ra tăng, dòng điện được tạo ra nhiều hơn và đạt được nhiều phản hồi âm hơn. Do đó, đầu ra sẽ trở về giá trị ban đầu. Trong khi đó, nếu sản lượng có xu hướng giảm, hành động ngược lại sẽ diễn ra.
Ưu điểm
Ưu điểm của bộ tạo dao động cầu Wien như sau:
Mạch cung cấp độ ổn định tần số tốt.
Nó cung cấp sản lượng không đổi.
Hoạt động của mạch khá dễ dàng.
Mức tăng tổng thể cao vì hai bóng bán dẫn.
Tần số của dao động có thể thay đổi dễ dàng.
Sự ổn định biên độ của điện áp đầu ra có thể được duy trì chính xác hơn, bằng cách thay thế R 2 bằng một điện trở nhiệt.
Nhược điểm
Nhược điểm của bộ tạo dao động cầu Wien như sau:
Mạch không thể tạo ra tần số rất cao.
Hai bóng bán dẫn và số lượng linh kiện được yêu cầu cho việc xây dựng mạch.