定义:Wien Bridge振荡器是一种振荡器,它使用RC网络来生产a正弦波在输出。这些基本上是低频振荡器产生音频和子音频频率之间的范围20 Hz到20 kHz。
这个振荡器电路使用Wien桥接提供具有所需相移的反馈。它提供高度稳定的振荡频率,并且不会随着供应或温度变化而变化。
它基本上是一个由RC桥电路组成的两级放大器,否则我们可以说维恩桥电路。WIEN桥式反馈网络被使用,以使振荡器仅对特定频率的信号敏感。
在这种特定的频率下,维也纳桥获得平衡并提供0⁰的相移。如果没有采用Wien桥反馈,则由于直接耦合,它将导致频率稳定性差。我们使用的Wien桥接电路是一个铅滞后随着频率相移滞后的升高和频率的降低,网络相当,它引导。
1 MHz.是该振荡器电路提供的最大输出频率。在桥接电路中,仅当桥接器中时,产生的输出将仅用输入相位。平衡条件。
维也纳桥振荡器的建设
电路主要由两个晶体管Q组成1问:2和Wien桥接电路,其中串联RC电路包括R1C1与由R组成的并行RC电路连接2C2。
在低频范围内,串联连接电容器C的电抗1它非常高,因为它充当开路电路,导致堵塞输入信号,这导致输出在输出处没有信号。
类似地,在更高的频率下,并联电容器C的电抗2变得非常低,从而表现得像跨越输出的短路,这再次导致输出处没有信号。
因此,需要在现在讨论的上述两个条件之间选择频率点,以便我们可以在输出处实现最大值。
谐振频率是多少?
该频率在哪个振荡器提供最大输出被称为谐振频率。让我们用正确的表达式了解谐振频率 -
它可以写成,
要么
通过分离真实和虚构的术语,我们可以得到
这种频率被称为谐振频率振荡器。在这种频率下,电路的电抗变得等于其电阻,因此输入和输出之间的结果相差将是0⁰,并且在这种情况下输出变为最大。除此之外,桥梁将进入余额条件即,反馈电压和输出电压不会保持正确的相位关系。
在这里晶体管Q1表现为振荡器和放大器,而Q2表现为逆变器,导致180°的相移。
电路使用两者正面反馈和负面反馈。通过r提供正反馈1, C1,R.2, C2晶体管Q.1通过分压器R给出负反馈3.-R.4.到晶体管Q的发射器部分1。输出的幅度从电阻器稳定3.和R.4.。因此,使用的两个晶体管导致360的总相移确保正反馈。负反馈确保在一系列频率上产生恒定输出。
放大器电压增益
因此,对于持续的振荡,必须是电压增益等于或大于3。
负反馈对于具有3的电压增益至关重要,而不是困难,而是使增益低至3难。
由于OP-AMP的开环增益限制,我们无法在不使用特殊高频OP-AMPS的情况下实现1 MHz以上的频率输出。
现在,采取一个例我们可以更好地了解谐振频率。
假设我们具有电阻器r =20kΩ和电容c = 1000pf
所以振荡的频率由:
Wien Bridge振荡器的工作
首先,参考上述电路原理图。通过晶体管Q的基极电流的任意变化,在电路中设置振荡。1这可能是由于噪声或直流电源的任何其他类型的变化。Q的收集电路1放大基极电流的变化,但相移180°。然后将此放大的输出送入晶体管Q的基极2通过中间电容器C.2。
现在,问:2再次放大信号,在晶体管Q的输出处获得放大和两次相位反相信号2。因此,输出将与输入电压相位。
Q输出的一部分2再次馈送到桥接电路的输入。正向偏置信号的一部分供应r2它产生正反馈或我们可以说再生效果和应用于r的部分4.产生负反馈或退行性效果。
具有持续振荡,再生的效果在额定频率下略微超过变性的影响。
两个电容器c1和c2我们在桥接电路中使用的是可变气团电容器。我们可以通过不同的c实现恒定频率1和c2同时。
Wien桥振荡器的输出波形如下所示 -
优点
- 它提供了可变频率范围的振荡,这可以通过改变电容C来实现1和c2同时。
- 由于电路由两个晶体管组成,系统的总增益高。
- 由于电感器中不存在电感器,不会发生由于外部磁场引起的干扰。
缺点
- 电路有些复杂,因为它需要两个晶体管和各种其他组件。
- 由于幅度和相移特性,最大频率输出受限或限制。
在振荡器输出处具有所需信号的最恒条件是桥的平衡,以便具有等于或大于3的电压增益。
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