Осцилаторна кола производе периодичне сигнале на излазу. Они могу да конвертују било који ДЦ сигнал у АЦ сигнал са различитим фреквенцијама у зависности од његовог састава. У овом чланку ћемо разговарати о Виен бридге осцилатору, његовом принципу рада заједно са модификованим верзијама и примерима.
Осцилатор Бечког моста
Осцилатор Веиновог моста је фреквентно оријентисан облик Витстоновог моста. У свом формирању моста, два крака садрже само отпоре, док друга два садрже комбинације отпора и кондензатора. Један од кракова осцилатора моста састоји се од серијског РЦ кола са другим паралелним РЦ кола као што је приказано испод:
Комбинације кондензатор-отпорник два крака изгледају као високопропусни и нископропусни филтери као што је приказано на слици испод:
Принцип рада
Када се примењују ниже фреквенције, серијски кондензатори нуде веома високу реактанцију пошто је реактанца кондензатора обрнуто пропорционална фреквенцији као што је дато:
Због веома високе реактансе, кондензатор се понаша као отворени круг и стога излаз остаје нула.
Када се примењују више фреквенције, оба кондензатора Ц1 и Ц2 нуде ниску реактансу и делују као кратки спој. У овој ситуацији, улазни сигнал прати путању кратког споја од Ц1 и Ц2 да би се вратио у напајање. Излазни напон и у овом случају остаје нула.
Међутим, можемо изабрати распон средње фреквенције између веома високе и веома ниске фреквенције, тако да се могу избећи и услови отвореног и кратког споја. Фреквенција средњег нивоа на којој се чини да је излазни напон максималан позната је као резонантна фреквенција.
Графички приказ
На резонантној фреквенцији, величина излаза је једнака скоро једној трећини улазног напона. Графикон, када је уцртан између излазног појачања и помака фазе, даје илустрацију напредовања фазе, кашњења фазе и тачке резонанце као што је приказано у наставку:
На ниским фреквенцијама, фазни угао показује +90 степени, што указује на напредовање фазе између улазних и излазних сигнала, док на високим фреквенцијама, фазни угао постаје -90 степени што указује да ће постојати фазно кашњење између улазних и излазних сигнала. Тачка средње фреквенције, фр, означава резонантне фреквенције где су два сигнала у фази један са другим.
На ниским фреквенцијама, фазни угао показује +90 степени, што указује на напредовање фазе између улазних и излазних сигнала, док на високим фреквенцијама, фазни угао постаје -90 степени што указује да ће постојати фазно кашњење између улазних и излазних сигнала. Тачка средње фреквенције, фр, означава резонантне фреквенције где су два сигнала у фази један са другим.
Фреквенцијски израз осцилатора
Резонантна фреквенција се израчунава у наставку:
За резонантну фреквенцију; Р1=Р2=Р & Ц1=Ц2=Ц:
Веин Бридге осцилатор са оперативним појачалом
Осцилатори Веин моста такође могу интегрисати оп-појачала у своје коло. Терминали за оп- појачала су повезани са две тачке осцилатора Веин моста као што је приказано у наставку:
Једино ограничење ове конфигурације је ограничење виших фреквенција. Веин бридге осцилатори засновани на оп-појачивачима треба да раде испод 1 МХз. Ово је због чињенице да су Веин мостови нискофреквентни осцилатори између 20Хз и 20кХз.
Пример
Размотрите отпорник од 20кΩ и променљиви кондензатор од 10нф до 2000нф у Веин-овом мостном осцилаторном колу. Проценити максималне и минималне вредности фреквенција осциловања.
Учесталост осцилација је дата са:
За најнижу фреквенцију, фмин;
За највећу фреквенцију, фмак:
Закључак
Веин бридге осцилатор је комбинација високопропусних и нископропусних филтерских мрежа. Ради на резонантној фреквенцији где се чини да је излазни напон максималан. Изнад и испод ове фреквенције, одржава се нула излаз.