Niederfrequenz Sinus Oszillatoren Forex

Informationen zur Elektronik Modul 1.0 Grundlagen des Oszillators Einführung Diese Oszillatormodule in Learnabout Electronics beschreiben, wie viele häufig verwendete Oszillatoren mit diskreten Komponenten und in integrierter Schaltungsform arbeiten. Auch lernen, wie zu bauen und zu testen Oszillatoren Schaltungen sich. Was ist ein Oszillator Ein Oszillator liefert an seinen Ausgangsanschlüssen eine Quelle für wiederholtes A. C.-Signal, ohne irgendeinen Eingang (außer einer Gleichstromversorgung) zu benötigen. Das vom Oszillator erzeugte Signal ist üblicherweise von konstanter Amplitude. Die Wellenform und die Amplitude werden durch die Auslegung der Oszillatorschaltung und die Wahl der Komponentenwerte bestimmt. Die Frequenz der Ausgangswelle kann abhängig vom Oszillator-Design fest oder variabel sein. Arten des Oszillators Abb. 1.0.1 Oszillator (Wechselstromquelle) Schaltungssymbol Die Oszillatoren können durch die Art des Signals, das sie erzeugen, klassifiziert werden. SINE WELLEN OSZILLATOREN erzeugen einen Sinuswellenausgang. ENTSPANNUNGS-OSZILLATOREN und ASTABLE MULTIVIBRATORS erzeugen Rechteck - und Rechteckimpulse. SWEEP OSZILLATOREN erzeugen Sägezahnwellen. Sinuswellenoszillatoren können auch durch Frequenz klassifiziert werden, oder die Art der Frequenzsteuerung, die sie verwenden. HF (Hochfrequenz) - Oszillatoren, die bei Frequenzen oberhalb von etwa 30 bis 50 kHz arbeiten, verwenden LC (Induktivitäten und Kondensatoren) oder Kristalle, um ihre Frequenz zu steuern. Diese können je nach Frequenz auch als HF-, VHF - und UHF-Oszillatoren klassifiziert werden. LF (niederfrequente) Oszillatoren werden im allgemeinen zur Erzeugung von Frequenzen unter etwa 30 kHz verwendet und sind üblicherweise RC-Oszillatoren, da sie Widerstände und Kondensatoren verwenden, um ihre Frequenz zu steuern. Rechteckwellenoszillatoren wie Relaxations - und stabile Oszillatoren können bei einer beliebigen Frequenz von weniger als 1 Hz bis zu mehreren GHz verwendet werden und werden sehr häufig in integrierter Schaltungsform implementiert. Sinuswellen-Oszillatoren. Feige. 1.0.2 Frequency Control Networks Diese Schaltkreise erzeugen idealerweise einen reinen Sinuswellenausgang mit konstanter Amplitude und stabiler Frequenz. Die Art der verwendeten Schaltung hängt von einer Reihe von Faktoren, einschließlich der erforderlichen Frequenz. Entwürfe, die auf LC-Resonanzkreisen oder auf Kristallresonatoren basieren, werden für Ultraschall - und Hochfrequenzanwendungen verwendet, aber bei Audio - und sehr niedrigen Frequenzen wäre die physikalische Größe der Resonanzkomponenten L und C zu groß, um praktisch zu sein. Aus diesem Grund wird eine Kombination aus R und C zu einer Regelfrequenz verwendet. Die Schaltkreissymbole, die für diese Frequenzsteuerungsnetzwerke verwendet werden, sind in Fig. 1 gezeigt. 1.0.2 LC-Oszillatoren Induktivitäten und Kondensatoren sind in einem Resonanzkreis zusammengefasst, der eine sehr gute Form der Sinuswelle erzeugt und eine recht hohe Frequenzstabilität aufweist. Das heißt, die Frequenz ändert sich nicht sehr stark für Änderungen in der Gleichstromversorgungsspannung oder bei Umgebungstemperatur, aber es ist relativ einfach, durch Verwenden variabler Induktoren oder Kondensatoren einen variablen Frequenz (abstimmbaren) Oszillator herzustellen. LC-Oszillatoren werden weitgehend verwendet, um HF-Signale zu erzeugen und zu empfangen, wo eine variable Frequenz erforderlich ist. RC (oder CR) - Oszillatoren Bei niedrigen Frequenzen, wie beispielsweise Audio, wären die Werte von L und C, die benötigt werden, um einen Resonanzkreis zu erzeugen, zu groß und sperrig, um praktisch zu sein. Daher werden Widerstände und Kondensatoren in RC-Filtertypkombinationen verwendet, um Sinuswellen bei diesen Frequenzen zu erzeugen, es ist jedoch schwieriger, eine reine Sinuswellenform unter Verwendung von R und C zu erzeugen. Diese niederfrequenten Sinuswellenoszillatoren werden in vielen Audioanwendungen und verschiedenen verwendet Entwürfe werden entweder mit einer festen oder variablen Frequenz verwendet. Kristalloszillatoren Bei Funkfrequenzen und höher, wenn eine feste Frequenz mit sehr hoher Frequenzstabilität benötigt wird, ist die Komponente, die die Oszillationsfrequenz bestimmt, üblicherweise ein Quarzkristall, der bei einer Wechselspannung mit einer sehr präzisen Frequenz schwingt . Die Frequenz hängt von den physikalischen Dimensionen des Kristalls ab, daher ist die Frequenz der Oszillation, sobald der Kristall auf spezifische Dimensionen hergestellt worden ist, extrem genau. Kristalloszillatorentwürfe können entweder Sinus - oder Rechteckwellensignale erzeugen und ebenso zur Erzeugung sehr genauer Frequenzträgerwellen in Funksendern dienen, sie bilden auch die Basis für die sehr genauen Zeitglieder in Uhren, Uhren und Computersystemen. Relaxationsoszillatoren Diese Oszillatoren arbeiten nach einem anderen Prinzip als Sinuswellenoszillatoren. Sie erzeugen eine Rechteckwelle oder einen gepulsten Ausgang und verwenden im allgemeinen zwei Verstärker und ein Frequenzsteuerungsnetzwerk, das einfach eine Zeitverzögerung zwischen zwei Aktionen erzeugt. Die beiden Verstärker arbeiten im Schaltmodus und wechseln abwechselnd vollständig oder vollständig ab, und während die Zeit, während der die Transistoren tatsächlich schalten, nur für einen sehr kleinen Bruchteil jedes Zyklus der Welle dauert, entspannen sich die restlichen Zyklen Während das Zeitsteuerungsnetz den Rest der Welle erzeugt. Ein alternativer Name für diese Art von Oszillator ist ein stabiler Multivibrator, dieser Name kommt von der Tatsache, dass sie mehr als ein Oszillationselement enthalten. Es gibt grundsätzlich zwei Oszillatoren, d. H. Vibratoren, von denen jeder einen Teil seines Signals zurück zu dem anderen zuführt und der Ausgang wechselt von einem hohen zu einem niedrigen Zustand und wieder zurück kontinuierlich, d. H. Er hat keinen stabilen Zustand und ist daher stabil. Relaxation Oszillatoren können mit verschiedenen Designs gebaut werden und können mit vielen verschiedenen Frequenzen arbeiten. Astablen können typischerweise für solche Aufgaben ausgewählt werden, wie zum Beispiel die Erzeugung hochfrequenter digitaler Signale. Sie werden auch verwendet, um die relativ niederfrequenten Ein-Aus-Signale für Blinklichter zu erzeugen. Sweep-Oszillatoren Eine Sweep-Wellenform ist ein anderer Name für eine Sägezahnwelle. Dies hat eine linear wechselnde (z. B. ansteigende) Spannung für fast den gesamten Zyklus, gefolgt von einer schnellen Rückkehr zu dem ursprünglichen Wert der Wellen. Diese Wellenform ist nützlich zum Ändern (Ablenken) der Frequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators, der ein Oszillator ist, der seine Frequenz über einen eingestellten Bereich variieren kann, indem er an seinem Steuereingang eine variable Wobbelspannung aufweist. Sweep-Oszillatoren bestehen oft aus einem Rampengenerator, der im Grunde ein Kondensator ist, der durch einen konstanten Stromwert geladen wird. Wenn der Ladestrom konstant bleibt, während die Ladespannung ansteigt, wird der Kondensator anstelle der normalen Exponentialkurve linear geladen. An einem gegebenen Punkt wird der Kondensator schnell entladen, um die Signalspannung auf ihren ursprünglichen Wert zurückzugeben. Diese beiden Abschnitte eines Sägezahnwellenzyklus werden als Sweep und Fly-back bezeichnet. 169 2007minus 2017 Eric Coates MA BSc. (Hons) Alle Rechte vorbehalten. (Revision 9.00 08 November 2016) Sinusförmiges Oszillator-Blockschaltbild des Oszillators Bevor wir das Blockschaltbild eines Oszillators erklären, sei an das Konzept des positiven Rückkopplungsverstärkers erinnert. Sie alle wissen, dass ein positiver Rückkopplungsverstärker aus einem Verstärker mit einer Verstärkung von A und einem Rückkopplungskreis mit Verstärkung besteht. Hier wird ein Teil des Ausgangs durch eine Rückkopplungsschaltung zu dem Eingang zurückgeführt. Das rückgekoppelte Signal wird dem Eingangssignal unter Verwendung von Sommer mathSigma math zugeführt und das Ausgangssignal des Summers wirkt als ein tatsächliches Eingangssignal an den Verstärker. Die Abbildung zeigt das Blockschaltbild des Oszillators. Der Unterschied zwischen dem positiven Rückkopplungsverstärker und dem Oszillator besteht darin, daß im Oszillator kein externes Eingangssignal erforderlich ist. Zum Starten der Oszillationen muß das Ausgangssignal in der richtigen Größe und Phase zurückgeführt werden. Ltflashgtfileblockdiagram. swfwidth70height300qualitybestltflashgt Abb: Blockdiagramm von Oscillator For Replay klicken Sie erneut auf Klicken Sie hier, um Animation Self-Assessment Questions (SAQs) zu starten - 1 Hinweis: (i) Beantworten Sie die unten stehenden Fragen wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. Beantworten Sie die folgende Frage, indem Sie die richtigen Antworten finden: 1. Welche der folgenden Rückkopplungen wird verwendet, um Oszillationen zu erzeugen. Positive Bewertung b. Negatives Feedback c. Positives und negatives Rückgespräch d. Nichtregenerative Rückkopplung Beantworten Sie die folgende zutreffende oder falsche Frage 2. Oszillator benötigt externes Eingangssignal für seinen Betrieb Prinzip der Oszillatoren Ein Oszillator besteht aus einem Verstärker und einem Rückkopplungsnetzwerk. Nun wollen wir sehen, welche Grundkomponenten erforderlich sind, um Oszillationen zu erhalten. Aktives Gerät entweder Transistor oder Op Amp wird als Verstärker verwendet. Rückführkreis mit passiven Komponenten wie R-C - oder L-C-Kombinationen. Um die Oszillation mit der konstanten Amplitude zu starten, ist eine positive Rückkopplung nicht die einzig ausreichende Bedingung. Die Oszillatorschaltung muß die folgenden zwei Bedingungen erfüllen, die als Barkhausen-Bedingungen bekannt sind: 1. Die erste Bedingung ist, daß die Grße der Schleifenverstärkung (A) einheitlich sein muß. Dies bedeutet, dass das Produkt der Verstärkung des Verstärkers A und die Verstärkung des Rückkopplungsnetzwerks einheitlich sein müssen. 2. Die zweite Bedingung ist, dass die Phasenverschiebung um die Schleife 360 ​​oder 0 sein muss. Dies bedeutet, dass die Phasenverschiebung durch das Verstärker - und Rückkopplungsnetzwerk 360 oder 0 sein muss. Selbsteinschätzungsfragen (SAQs) - 2 Hinweis: ( I) Beantworten Sie die unten stehenden Fragen wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. Fülle die Lücke aus. 1. Eine Schaltung sollte erfüllen. Kriterium, um anhaltende Schwingungen zu erhalten. Wähle die richtige Antwort. Zum Starten der Oszillation ist die gesamte Phasenverschiebung eines Oszillators a. Hoch b. Niedrig c. 1 d. 0 Der Name sinusförmiger Oszillator selbst zeigt an, daß dieser Oszillator einen Sinuswellenausgang erzeugt. Für irgendeine Art von Schaltung, die sich wie ein Oszillator verhält, muss sie zuerst die notwendige und ausreichende Bedingung erfüllen, die im vorigen Abschnitt erwähnt wird. Abhängig von der Veränderung der Ausgangswellenformamplitude gibt es zwei Arten von Oszillationen. 1. Damped 2. Ungedämpfte oder (anhaltende) gedämpfte Oszillationen. Oszillationen, deren Amplitude kontinuierlich abnimmt oder kontinuierlich ansteigt, werden gedämpfte Oszillationen genannt. Wenn die Amplitude der Oszillationen kontinuierlich abnimmt, wird sie als unterdämpft bekannt. Wenn die Amplitude der Oszillationen kontinuierlich zunimmt, wird sie als überdampft bekannt. Ungedämpfte Schwingungen. Oszillationen, deren Amplitude mit der Zeit konstant bleibt, heißen ungedämpfte Oszillationen oder Sustain-Oszillationen. Um die anhaltenden Oszillationen bei der gewünschten Frequenz der Oszillationen zu erhalten, muß die Oszillatorschaltung einige der grundlegenden Anforderungen erfüllen, wie z. B. die Schaltung muß eine positive Rückkopplung haben. Wenn eine positive Rückkopplung in der Schaltung verwendet wird, ist die Gesamtschaltungsverstärkung gegeben durch Diese Gleichung Daß, wenn A gleich 1 ist, dann die Gesamtverstärkung unendlich wird. Das bedeutet, es wird ohne externe Eingabe ausgegeben. In der Realität, um anhaltende Oszillationen zu erhalten, muss zum ersten Mal, wenn die Schaltung eingeschaltet ist, die Schleifenverstärkung etwas größer als eins sein. Dadurch wird sichergestellt, dass sich Schwingungen im Kreislauf aufbauen. Sobald jedoch ein geeigneter Pegel der Ausgangsspannung erreicht ist, muß die Schleifenverstärkung automatisch auf Eins abnehmen. Erst dann hält die Schaltung die anhaltende Oszillation aufrecht. Ansonsten arbeitet die Schaltung wie gedämpft. Dies kann in der Schaltung entweder durch Verringern der Verstärkerverstärkung A oder Verringern der Rückkopplungsverstärkung erreicht werden. Ltflashgtfilesinuosci. swfwidth60height300qualitybestltflashgt Abb .: Oszillator-Typen für Wiederholungen Klicken Sie hier, um zu sehen, welche Arten von Oszillation Self-Assessment Questions (SAQs) - 4 Klassifizierung von Sinus-Oszillatoren Der Name sinusförmiger Oszillator selbst zeigt an, dass dieser Oszillator Sinuswellen-Ausgang erzeugt. Im vorigen Abschnitt wurde erwähnt, dass die Frequenz der Oszillation durch die Rückkopplungsschaltungskomponenten bestimmt wird. Daher gibt es gemß den frequenzbestimmten Komponenten drei Grundtypen von Oszillatoren, wie etwa einen RC-Oszillator, einen LC-Oszillator und einen Kristalloszillator. 1. RC Oszillatoren. Sie verwenden ein Widerstandskapazitätsnetzwerk, um die Oszillatorfrequenz zu bestimmen. Sie eignen sich für tiefe (Audiobereich) und moderate Frequenzanwendungen (5Hz bis 1MHz). Sie werden weiter als 2. LC-Oszillatoren geteilt. Hier werden Induktoren und Kondensatoren entweder seriell oder parallel zur Frequenzbestimmung eingesetzt. Sie sind besser geeignet für Hochfrequenz (1 bis 500 MHz) und weiter klassifiziert als, 3. Kristalloszillator. Wie LC-Oszillatoren eignet es sich für Hochfrequenzanwendungen. Aber es hat eine sehr hohe Stabilität und Genauigkeit im Vergleich zu anderen Oszillatoren. Fragen zur Selbsteinschätzung (SAQs) - 5 Anmerkung: (i) Beantworten Sie die unten stehenden Fragen wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. 1. Auflisten der sinusförmigen Oszillatoren mit ihrem Frequenzbereich. Details von RC-Oszillatoren mit Beispielen Wir hatten das Blockschaltbild des Oszillators gesehen. Es besteht aus Verstärker mit Verstärkung von A und Rückkopplungsschaltung mit Verstärkung von. Bei RC-Oszillatoren verwendet die Rückkopplungsschaltung eine Widerstandskapazitätskombination. Diese RC-Kombination führt die Doppelfunktion aus. Sie dient als Rückkopplungsnetzwerk sowie frequenzbestimmendes Netz des Oszillators. Prinzip der RC-Oszillatoren: Sie wissen alle, dass ein Transistor in CE-Konfiguration als Verstärker arbeitet oder Sie Op Amp als invertierenden Verstärker verwenden können. Es verstärkt nicht nur das Eingangssignal, sondern verschiebt auch seine Phase um 180. Zur Erzeugung von Oszillationen müssen wir jedoch eine ausreichende Rückkopplung aufweisen. Eine positive Rückkopplung erfolgt nur, wenn die Rückkopplungsspannung mit dem ursprünglichen Eingangssignal in Phase ist. Diese Bedingung kann auf zwei Arten erreicht werden. 1. Wienbrücken-Oszillator -360 oder 0 Phasenverschiebung durch Verstärker und 0 oder 360 Phasenverschiebung durch Rückkopplungsschaltung Bild: Prinzip des Wienbrücken-Oszillators Eine Möglichkeit, Phasenverschiebung von 360 zu erhalten, besteht darin, zwei Phasen von Verstärkern zu verwenden, die jeweils eine Phasenverschiebung von 180 oder verwenden Sie einen nicht invertierenden Verstärker mit Op Amp. In diesem Fall erzeugt das Rückkopplungssignal keine weitere Phasenverschiebung. Dies ist das Grundprinzip eines Wienbrückenoszillators. 2. RC Phasenverschiebung-Oszillator - 180 Phasenverschiebung durch Verstärker und zusätzliche 180 Phasenverschiebung durch Rückkopplungsschaltkreis Abbildung: Grundregel des RC Phasenverschiebungs-Oszillators Hier können wir einen Teil des Ausganges nehmen und es durch ein Phasenverschiebennetz (Rückkopplungsschaltkreis) geben, das zusätzlich gibt Phasenverschiebung von 180. Somit erhalten wir eine totale Phasenverschiebung von 180 180 360, wenn das Signal durch den Verstärker und das Phasenverschiebungsnetz geht. Dies ist das Grundprinzip des RC-Phasenverschiebungsoszillators. Fragen zur Selbsteinschätzung (SAQs) - 6 Anmerkung: (i) Beantworten Sie die unten aufgeführten Fragen wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. 1. Erläutern Sie kurz die Funktion der RC-Kombination, die in RC Sinus-Oszillatoren verwendet wird. Beantworten Sie die folgende Frage, indem Sie die richtigen Antworten finden: 2. Im RC-Phasenverschiebungsoszillator erzeugt das Rückkopplungsnetzwerk. Phasenverschiebung a. 90 Grad b. 180 Grad c. 270 Grad d. 360 Grad Beantworten Sie die folgende True oder False Frage 3. Wien Bridge Oszillator kann entweder mit zwei Stufen von Transistor-Verstärker oder mit nicht invertierenden Verstärker mit Op Amp konzipiert werden. Der Umfang dieses Gerätes ist auf Wien-Brücken-Oszillatoren beschränkt Wir wollen Wienbrücken-Oszillatoren im Detail untersuchen: a) Lead-Lag-Schaltung Die gegebene Schaltung zeigt die RC-Kombination, die im Wienbrücken-Oszillator verwendet wird. Diese Schaltung ist auch als Lead-Lag-Schaltung bekannt. Hier sind der Widerstand mathR1math und der Kondensator mathC1math in der Reihe angeschlossen, während der Widerstand mathR2math und der Kondensator mathC2math parallel geschaltet sind. Wir müssen sehen, wie diese Schaltung nur eine bestimmte Frequenz auswählt. Wie Lead-Led-Schaltung funktioniert Lassen Sie uns sehen, was wäre die Ausgangsspannung bei hohen Frequenzen. Angenommen, das AC-Eingangssignal Vi wird an diese Schaltung angelegt, was wäre dann die Ausgangsspannung. Die Größe des Ausgangs Vo hängt hier von der Frequenz des Eingangssignals ab. Wie es passiert Sie wissen, dass die Reaktanz des Kondensators umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Bei hohen Frequenzen nähert sich die Reaktanz des Kondensators mathC1math und mathC2math gegen Null. Dies führt dazu, dass mathC1math und mathC2math kurz erscheinen. Hier schließt der Kondensator mathC2math den Widerstand mathR2math kurz. Daher wird die Ausgangsspannung Vo null sein, da die Ausgabe über die mathematische Formel und die Kombination mathC2math genommen wird. Kurz gesagt, bei hohen Frequenzen wirkt die Schaltung als Verzögerungsschaltung. Lassen Sie uns sehen, was wäre die Ausgangsspannung bei niedrigen Frequenzen. In ähnlicher Weise wirken beide Kondensatoren bei niedrigen Frequenzen als offen, da der Kondensator eine sehr hohe Reaktanz aufweist. Die Ausgangsspannung ist gleich Null, da das Eingangssignal über die Kombination mathR1math und mathC1math fallengelassen wird. Hier wirkt die Schaltung wie eine Leitungsschaltung. Was passiert, wenn die Eingangssignalfrequenz zwischen diesen beiden Extremen liegt Grundsätzlich wirkt die Lead-Lag-Schaltung wie ein Resonanzkreis. Wir haben gesehen, daß bei zwei Extremen die Ausgangsspannung Null wird. Aber bei einer bestimmten Frequenz zwischen den beiden Extremen erreicht die Ausgangsspannung den Maximalwert. Nur bei dieser Frequenz wird der Widerstandswert gleich der kapazitiven Reaktanz und ergibt eine maximale Ausgangsleistung. Daher ist diese spezielle Frequenz als Resonanzfrequenz oder Oszillationsfrequenz bekannt. Ltflashgtfileleadlag. swfwidth65height380qualitybestltflashgt Abb: Lead-Lag Schaltung Für Replay klicken Sie erneut auf Klicken Sie hier, um Animation zu starten Hier kann man fragen, wie man diese besondere Frequenz berechnen Es ist sehr einfach. Die maximale Ausgabe würde erzeugt werden, wenn R Xc. Angenommen, mathR1math mathR2math R und mathC1math mathC2math C, wie Sie wissen, dass mathXc frac f, Mathe Dies gibt Resonanzfrequenz mathf frac R, C, math. B) Die gegebene Schaltung zeigt den Wien-Brücken-Oszillator mit Lead-Lag-Schaltung. Wir wollen sehen, warum der Name Wienbrücke gegeben ist. Die Basisversion der Wienbrücke hat vier Arme. Die beiden Arme sind rein resistiv und andere zwei Arme sind empfindliche Arme. Diese beiden Arme sind nichts anderes als die Lead-Lag-Schaltung, über die wir bereits gesprochen haben. Die Reihenkombination von mathR1math und mathC1math ist zwischen Klemme a und d angeschlossen. Die Parallelschaltung von mathR2math und mathC2math ist zwischen Klemme d und c geschaltet. Um eine Oszillatorschaltung unter Verwendung dieser Brücke zu entwerfen, wird der Ausgang der Brücke der Verstärkerstufe zugeführt. Hierbei wird eine nicht invertierende Verstärkerstufe verwendet, um Oszillationen zu erreichen. Abb .: Schaltplan des Wienbrücken-Oszillators Können Sie erraten, warum ein nicht invertierender Verstärker benötigt wird, so erinnern Sie sich einfach an den notwendigen Zustand der Oszillationen. Zum Starten der Oszillationen muß die gesamte Phasenverschiebung der Schaltung 360 betragen, und die Größe der Schleifenverstärkung muß größer als Eins sein. Hier liefert die Brücke keine Phasenverschiebung bei der Oszillationsfrequenz, da ein Arm aus einer Leitungsschaltung besteht und der andere Arm aus einer Verzögerungsschaltung besteht. Es besteht keine Notwendigkeit, die Phasenverschiebung durch einen Verstärker einzuführen. Daher wird ein nicht invertierender Verstärker verwendet. Fragen zur Selbsteinschätzung (SAQs) - 7 Anmerkung: (i) Beantworten Sie die unten stehenden Fragen wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. 1. Erläutern Begriff Lead-und Lag-Schaltung und deren Funktionsprinzip. 2. Erläutern Sie, wie Lead-Lag-Schaltung funktioniert. Beantworten Sie die folgende Frage, indem Sie die richtigen Antworten finden: 3. Eine Verzögerungsschaltung hat einen Phasenwinkel, der a ist. Zwischen 0 und 90 Grad b. Größer als 90 Grad c. Zwischen 0 und -90 Grad d. Das gleiche wie die Eingangsspannung 4. Eine Koppelschaltung wird auch als bezeichnet. ein. Lagerschaltung b. Leitungskreis c. Lecklaufschaltung d. Resonanzkreis Zum besseren Verständnis des Wienbrücken-Oszillators kann der gleiche Stromkreis wie unten gezeigt gezeichnet werden. Beachten Sie den Schaltplan sorgfältig. Die Vorlaufverzögerungsschaltung wird als Rückkopplungsnetzwerk verwendet, über das wir bereits diskutiert haben. Hierbei wird eine nicht invertierende Verstärkerstufe verwendet, um Oszillationen zu erreichen. Der wien-Brücken-Oszillatorschaltkreis besteht aus zwei Rückkopplungen sowohl positiv als auch negativ. Eine positive Rückkopplung ist zwischen Ausgang und nicht invertierendem Anschluß und eine negative Rückkopplung liegt zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Anschluß von OPAMP. Sie wissen, dass für Oszillator, positive Feedback ist von wesentlicher Bedeutung. Hier wird eine positive Rückkopplung verwendet, um eine Phasenverschiebung von null Grad zwischen Verstärker und Rückkopplungsnetzwerk zu erzeugen. Vielleicht möchten Sie wissen, warum ein negatives Feedback hier erforderlich ist. Um dauerhafte Oszillationen zu gewährleisten, muss die Schleifenverstärkung etwas größer als eins sein, wenn die Schaltung zum ersten Mal eingeschaltet wird. Bei Wienbrücken-Oszillatoren muss die Verstärkung des Verstärkers größer als drei sein (Agt3), wodurch sichergestellt wird, dass sich anhaltende Oszillationen im Kreislauf aufbauen. Daher ist es wichtig, diese negative Rückkopplung einzustellen. In der Praxis muß das Produkt aus der Spannungsverstärkung A und der Rückkopplungsverstärkung ein oder größer als eins sein, um die anhaltenden Oszillationen bei der gewünschten Frequenz von Oszillationen zu erhalten. In diesem Fall muß der Verstärkungsfaktor A 3. Daher werden, um ein Produkt Bedingung zu erfüllen, müssen Rückkopplungsverstärkung 13. Hier sein, die Verstärkung des nichtinvertierenden Verstärkers ist durch einen Widerstand mathR3math und mathR4math entschieden. Für anhaltende Oszillationen muss der Widerstand mathR4math das Doppelte des Widerstands mathR3math sein. In ähnlicher Weise erhalten wir die maximale Ausgabe Vo nur dann, wenn der Widerstandswert gleich dem Reaktanzwert ist. Daher wird die Frequenz der Schwingung durch den Widerstand R und den Kondensator C ltflashgtfileWBO circuit. swfwidth60height300qualitybestltflashgt Abb entschieden: Schaltplan von Wien-Brücken-Oszillator für die Wiedergabe klicken Sie erneut auf Klicken Sie hier, Animation zu starten Was passiert, wenn Widerstand mathR3math nicht gleich dem Doppelten des Widerstands mathR4math Im vorherigen Abschnitt hatten wir gesehen, dass der Wert des Widerstands mathR3math und mathR4math eine sehr wichtige Rolle spielt. Zum Starten der Oszillationen muss der Widerstand mathR3math das Doppelte des Widerstands mathR4math sein. Was passiert, wenn der Widerstand mathR3math nicht gleich dem zweifachen Widerstand mathR4math ist. Wenn mathR3math kleiner als 2 mathR4math ist. Das A-Produkt weniger als eins ist und Schwingungen nicht aufrechterhalten werden können. Und wenn mathR3math größer als 2 mathR4math ist. Nimmt die Verstärkung deutlich zu. Daher wird das Produkt A sehr groß. Dadurch werden die Oszillationen gestartet. Aber wegen zu hoher Verstärkung kann es zu Verzerrungen kommen. Abb .: Wirkung von mathR3math und mathR4math im Wienbrücken-Oszillator Dies zeigt an, dass bei höherer Ausgangsspannung eine Form der Verstärkung erforderlich ist. Eine der möglichen Möglichkeiten besteht darin, den Widerstand mathR4math durch eine Wolframlampe zu ersetzen. Wie diese Schaltung funktioniert, wenn Widerstand mathR4math mit Wolfram-Lampe, ist der Schüler für weitere Studien zu diesem Thema überlassen. Fragen zur Selbsteinschätzung (SAQs) - 8 Anmerkung: (i) Beantworten Sie die untenstehenden Fragen, wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. 1. Besprechen Sie die Arbeit der wien-Brücken-Oszillatoren mit einem ordentlichen Blockdiagramm. 2. Erklären Sie die Rolle der Rückkopplungen im Wienbrücken-Oszillator. 3. Geben Sie den Namen der verwendeten Technik an, um die Schleifenverstärkung bei höherer Ausgangsspannung zu reduzieren. Beantworten Sie die folgende Frage, indem Sie die richtigen Antworten finden: 4. Im Verstärker der Wienbrücke muss die Verstärkung des Verstärkers a sein. 0 b. 1 c. 2 d. In der Praxis muß das Produkt aus der Spannungsverstärkung A und der Rückkopplungsverstärkung ein oder größer als eins sein, um die anhaltenden Oszillationen bei der gewünschten Frequenz von Oszillationen zu erhalten. In diesem Fall muss der Verstärkungsfaktor A 3. Daher sein, das Produkt Bedingung zu erfüllen, müssen Rückkopplungsverstärkung 13 sein, wie die Komponentenwerte, um die gewünschte nachhaltige Schwingungsfrequenz 1. Verstärkungskomponenten Auswahl Für nichtinvertierenden Verstärker einzustellen, Verstärkung gegeben durch Hier wird der Verstärkungsfaktor des nichtinvertierenden Verstärkers durch den Widerstand mathR3math entschieden und mathR4math Man erhält mathR4 2 R3, math ------- (1) Für anhalt Oszillationen Widerstand mathR4math zweimal des Widerstands mathR3math sein muss. 2. Frequenzkomponentenauswahl Wir erhalten die maximale Ausgangsspannung Vo nur, wenn der ohmsche Wert gleich dem Reaktanzwert ist. Somit wird die Schwingungsfrequenz durch den Widerstand R und den Kondensator C. Tatsächlich entschieden wird die Schwingungsfrequenz durch die Gleichung keine 2. Für maximale Leistung, mathR Xc, math ------- (2) zu vereinfachen, wenn man halten Widerstandswerte mathR1math und mathR2math gleich, und die Werte der Kondensatoren mathC1math und mathC2math gleich, dann wird das häufig von Blei Verzögerungsschaltung durch Gleichung 3. Wenn mathR1 R2 R, Mathematik und mathC1 C2 C, Mathematik dann Self-Assessment Fragen (SBF ) - 9 Anmerkung: (i) Beantworten Sie die untenstehenden Fragen, wie angewiesen. (Ii) Vergleichen Sie Ihre Antwort mit der am Ende der Einheit angegebenen. 1. Erläutern Sie, wie Sie die Verstärkungs - und Frequenzkomponente des Wienbrücken-Oszillators auswählen. 2. Berechnen Sie die Komponentenwerte für die Oszillationsfrequenz von 956 Hz im Wienbrücken-Oszillatorschaltkreis. Beantworten Sie die folgende Frage, indem Sie die richtigen Antworten finden: 3. Wie viele Widerstände werden verändert, um die Frequenz eines Wienbrücken-Oszillators zu ändern. ein. Ein Widerstand b. Zwei Widerstände c. Drei Widerstände d. Ein Kondensator