維恩電橋振盪器



另一種流行的音訊頻率振盪器是維恩電橋振盪器電路。它之所以被廣泛使用,是因為它具有重要的特性。該電路不受**電路波動**和**環境溫度**的影響。

這種振盪器的一個主要優點是其頻率可以在10Hz到約1MHz的範圍內變化,而RC振盪器的頻率則不能改變。

結構

維恩電橋振盪器的電路結構如下所示。它是一個帶有RC橋式電路的兩級放大器。橋式電路的臂為R1C1、R3、R2C2和鎢絲燈Lp。電阻R3和燈Lp用於穩定輸出幅度。

下圖顯示了維恩電橋振盪器的電路圖。

Wien Bridge Construction

電晶體T1作為振盪器和放大器,而另一個電晶體T2作為反相器。反相器操作提供180o的相移。該電路透過R1C1、C2R2向電晶體T1提供正反饋,並透過分壓器向電晶體T2的輸入提供負反饋。

振盪頻率由橋的串聯元件R1C1和並聯元件R2C2決定。

$$f = \frac{1}{2 \pi \sqrt{R_1C_1R_2C_2}}$$

如果R1 = R2且C1 = C2 = C

則:

$$f = \frac{1}{2\pi RC}$$

現在,我們可以簡化上述電路如下:

Simplified Wien Bridge

振盪器由兩級RC耦合放大器和一個反饋網路組成。R和C並聯組合上的電壓被饋送到放大器1的輸入。兩個放大器的淨相移為零。

將放大器2的輸出連線到放大器1以提供振盪器訊號再生的常用方法在這裡不適用,因為放大器1會在很寬的頻率範圍內放大訊號,因此直接耦合會導致頻率穩定性差。透過新增維恩電橋反饋網路,振盪器對特定頻率變得敏感,從而實現了頻率穩定性。

工作原理

當電路接通時,橋式電路產生上述頻率的振盪。兩個電晶體產生總共360o的相移,以確保適當的正反饋。電路中的負反饋確保恆定的輸出。這是透過溫度敏感的鎢絲燈Lp實現的。其電阻隨電流增加而增加。

如果輸出幅度增加,則產生更多電流,並實現更多負反饋。因此,輸出將返回到原始值。而如果輸出趨於減小,則會發生相反的動作。

優點

維恩電橋振盪器的優點如下:

  • 該電路提供良好的頻率穩定性。

  • 它提供恆定的輸出。

  • 電路的操作非常簡單。

  • 由於使用了兩個電晶體,因此總增益很高。

  • 振盪頻率可以輕鬆改變。

  • 透過用熱敏電阻代替R2,可以更精確地保持輸出電壓的幅度穩定性。

缺點

維恩電橋振盪器的缺點如下:

  • 該電路不能產生非常高的頻率。

  • 電路結構需要兩個電晶體和許多元件。

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