வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர்

இந்த டுடோரியலில், ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் மேக்ஸ் வீன் உருவாக்கிய வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரைப் பற்றி அறிந்து கொள்வோம். எதிர்ப்பும் அதிர்வெண்ணும் அறியப்பட்ட கொள்ளளவைக் கணக்கிடுவதற்காக இது முதலில் உருவாக்கப்பட்டது. வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர் உண்மையில் என்ன, அது எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பது பற்றிய ஆழமான கலந்துரையாடலுக்குச் செல்வதற்கு முன், ஆஸிலேட்டர் என்றால் என்ன, வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர் என்றால் என்ன என்று பார்ப்போம்.

வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர்:

ஆர்.சி. ஆஸிலேட்டரின் முந்தைய டுடோரியலைப் போலவே, ஒரு கட்ட மாற்றத்தை உருவாக்க ஒரு மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி தேவைப்படுகிறது, மேலும் ஸ்பெக்கை தலைகீழாக மாற்றுவதில் ஒரு பெருக்கியை இணைத்து, பெருக்கி மற்றும் ஆர்.சி நெட்வொர்க்குகளை பின்னூட்ட இணைப்புடன் இணைத்தால், பெருக்கியின் வெளியீடு ஒரு உற்பத்தி செய்யத் தொடங்குகிறது அலைவு மூலம் sinusoidal அலைவடிவம்.

ஒரு வீன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரில் இரண்டு ஆர்.சி நெட்வொர்க்குகள் ஒரு பெருக்கி முழுவதும் பயன்படுத்தப்பட்டு ஒரு ஆஸிலேட்டர் சர்க்யூட்டை உருவாக்குகின்றன.

ஆனால் நாம் ஏன் வீன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரை தேர்வு செய்ய வேண்டும் ?

பின்வரும் புள்ளிகளின் காரணமாக, வீன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர் சினுசாய்டல் அலையை உருவாக்குவதற்கான ஒரு சிறந்த தேர்வாகும்.

1. இது நிலையானது.
2. விலகல் அல்லது THD (மொத்த ஹார்மோனிக் விலகல்) கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வரம்பில் உள்ளது.
3. நாம் அதிர்வெண்ணை மிகவும் திறம்பட மாற்ற முடியும்.

வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டருக்கு இரண்டு நிலை ஆர்.சி நெட்வொர்க்குகள் உள்ளன என்று முன்பு கூறியது போல. அதாவது இது இரண்டு துருவமற்ற மின்தேக்கிகளையும் உயர் பாஸ் மற்றும் குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி உருவாக்கத்தில் இரண்டு மின்தடையங்களையும் கொண்டுள்ளது. ஒரு மின்தடையம் மற்றும் ஒரு மின்தேக்கி தொடரில் மறுபுறம் ஒரு மின்தேக்கி மற்றும் இணையான உருவாக்கத்தில் ஒரு மின்தடை. நாங்கள் சுற்றுவட்டத்தை நிர்மாணித்தால், திட்டவட்டம் இதுபோன்று இருக்கும்: -

தெளிவாகப் பார்த்தபடி இரண்டு மின்தேக்கிகள் உள்ளன மற்றும் இரண்டு மின்தடையங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயர் பாஸ் மற்றும் லோ பாஸ் வடிப்பானாக செயல்படும் ஆர்.சி நிலை இரண்டும் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது இரண்டு வரிசை நிலைகளின் அதிர்வெண் சார்புநிலையை குவிக்கும் பேண்ட் பாஸ் வடிப்பானின் தயாரிப்பு ஆகும். ஆர் 1 மற்றும் ஆர் 2 எதிர்ப்பு ஒன்றுதான், மேலும் சி 1 மற்றும் சி 2 கொள்ளளவு ஒன்றே.

வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர் வெளியீடு ஆதாயம் மற்றும் கட்ட மாற்றம்:

மேலே உள்ள படத்தில் ஆர்.சி நெட்வொர்க் சுற்றுக்குள் என்ன நடக்கிறது என்பது மிகவும் சுவாரஸ்யமானது.

குறைந்த அதிர்வெண் பயன்படுத்தப்படும்போது முதல் மின்தேக்கி (சி 1) வினைத்திறன் போதுமானதாக இருக்கும் மற்றும் உள்ளீட்டு சமிக்ஞையைத் தடுத்து 0 வெளியீட்டை உருவாக்க சுற்றுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கும், மறுபுறம், இரண்டாவது மின்தேக்கிக்கு (சி 2) வேறு வழியில் நடக்கும் இணையான நிலையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. சி 2 எதிர்வினை மிகக் குறைவாகி சிக்னலைக் கடந்து மீண்டும் 0 வெளியீடுகளை உருவாக்குகிறது.

சி 1 எதிர்வினை அதிகமாக இல்லாதபோது மற்றும் சி 2 வினைத்திறன் குறைவாக இல்லாதபோது நடுத்தர அதிர்வெண் இருந்தால், அது சி 2 புள்ளி முழுவதும் வெளியீட்டைக் கொடுக்கும். இந்த அதிர்வெண் எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்.

மின்சுற்றுக்குள் ஆழமாகப் பார்த்தால், அதிர்வு அதிர்வெண் அடையப்பட்டால் சுற்றுகளின் எதிர்வினை மற்றும் சுற்று எதிர்ப்பானது சமமாக இருப்பதைக் காண்போம்.

எனவே, உள்ளீடு முழுவதும் அதிர்வு அதிர்வெண் மூலம் சுற்று வழங்கப்படும் போது இரண்டு விதிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

A. உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டின் கட்ட வேறுபாடு 0 டிகிரிக்கு சமம்.

பி . இது 0 டிகிரியில் இருப்பதால் வெளியீடு அதிகபட்சமாக இருக்கும். ஆனால் எவ்வளவு? இது உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் அளவின் 1/3 ^வது நெருக்கமான அல்லது துல்லியமாக உள்ளது.

சுற்றுகளின் வெளியீட்டைக் கண்டால், அந்த புள்ளிகளைப் புரிந்துகொள்வோம்.

வெளியீடு படம் காட்டும் அதே வளைவைப் போன்றது. 1Hz இலிருந்து குறைந்த அதிர்வெண்ணில் வெளியீடு குறைவாகவோ அல்லது கிட்டத்தட்ட 0 ஆகவோ மற்றும் அதிர்வு அதிர்வெண் வரை உள்ளீட்டில் அதிர்வெண்ணுடன் அதிகரிக்கிறது, மேலும் அதிர்வு அதிர்வெண் அடையும் போது வெளியீடு அதன் அதிகபட்ச உச்ச கட்டத்தில் இருக்கும் மற்றும் அதிர்வெண் அதிகரிப்பதன் மூலம் தொடர்ந்து குறைகிறது மற்றும் மீண்டும் இது அதிக அதிர்வெண்ணில் 0 வெளியீட்டை உருவாக்குகிறது. எனவே இது ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் வரம்பை தெளிவாக கடந்து வெளியீட்டை உருவாக்குகிறது. அதனால்தான் முன்பு இது அதிர்வெண் நம்பகமான மாறி பேண்ட் (அதிர்வெண் இசைக்குழு) பாஸ் வடிப்பான் என விவரிக்கப்பட்டது. வெளியீட்டின் கட்ட மாற்றத்தை நாம் உன்னிப்பாகக் கவனித்தால், வெளியீட்டின் குறுக்கே 0 டிகிரி கட்ட விளிம்பை சரியான அதிர்வு அதிர்வெண்ணில் தெளிவாகக் காண்போம்.

இந்த கட்ட வெளியீட்டு வளைவில் கட்டம் ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்ணில் சரியாக 0 டிகிரி ஆகும், மேலும் இது அதிர்வு அதிர்வெண் அடையும் வரை உள்ளீட்டு அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது 90 டிகிரி முதல் 0 டிகிரி வரை குறைகிறது. அதன்பிறகு கட்டத்தின் இறுதி கட்டத்தில் தொடர்ந்து குறைகிறது - 90 டிகிரி. இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் இரண்டு சொற்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, கட்டம் நேர்மறையாக இருந்தால் அதை கட்ட முன்னேற்றம் என்றும் எதிர்மறை வழக்கில் கட்டம் தாமதம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது .

இந்த உருவகப்படுத்துதல் வீடியோவில் வடிகட்டி கட்டத்தின் வெளியீட்டைக் காண்போம்:

இந்த வீடியோவில் 4.1k R1 R2 மற்றும் 10nF மின்தேக்கி இரண்டிலும் R1 ஆக பயன்படுத்தப்படுகிறது C1 மற்றும் C2 இரண்டிற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நாங்கள் நிலைகளில் சைனூசாய்டல் அலைகளைப் பயன்படுத்தினோம், அலைக்காட்டி மஞ்சள் சேனலில் சுற்றுகளின் உள்ளீட்டைக் காட்டுகிறது மற்றும் நீலக்கோடு சுற்றுகளின் வெளியீட்டைக் காட்டுகிறது. நாம் உற்று நோக்கினால், வெளியீட்டு வீச்சு உள்ளீட்டு சமிக்ஞையின் 1/3 மற்றும் வெளியீட்டு கட்டம் முன்பு விவாதித்தபடி ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்ணில் 0 டிகிரி கட்ட மாற்றமாக கிட்டத்தட்ட ஒத்ததாக இருக்கிறது.

அதிர்வு அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்த வெளியீடு:

R1 = R2 = R அல்லது அதே மின்தடையம் பயன்படுத்தப்படுவதாகவும், மின்தேக்கியைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு C1 = C2 = C அதே கொள்ளளவு மதிப்பு பயன்படுத்தப்படுவதாகவும் நாம் கருதினால், அதிர்வு அதிர்வெண் இருக்கும்

Fhz = 1 / 2πRC

ஆர் என்பது மின்தடையையும், சி என்பது மின்தேக்கி அல்லது கொள்ளளவையும், Fhz என்றால் அதிர்வு அதிர்வெண்ணையும் குறிக்கிறது.

ஆர்.சி நெட்வொர்க்கின் Vout ஐ நாம் கணக்கிட விரும்பினால், நாம் வேறு வழியில் சுற்று பார்க்க வேண்டும்.

இந்த ஆர்.சி நெட்வொர்க் ஏசி சிக்னல்கள் உள்ளீட்டுடன் செயல்படுகிறது. டி.சி விஷயத்தில் சர்க்யூட்ரி எதிர்ப்பைக் கணக்கிடுவதை விட ஏ.சி விஷயத்தில் சர்க்யூட்ரி எதிர்ப்பைக் கணக்கிடுவது சற்று தந்திரமானது.

ஆர்.சி நெட்வொர்க் மின்மறுப்பை உருவாக்குகிறது, இது பயன்படுத்தப்பட்ட ஏசி சிக்னலில் எதிர்ப்பாக செயல்படுகிறது. ஒரு மின்னழுத்த வகுப்பிக்கு இரண்டு எதிர்ப்புகள் உள்ளன, இந்த ஆர்.சி நிலைகளில் இரண்டு எதிர்ப்புகள் முதல் வடிகட்டி (சி 1 ஆர் 1) மின்மறுப்பு மற்றும் இரண்டாவது வடிகட்டி (ஆர் 2 சி 2) மின்மறுப்பு ஆகும்.

ஒரு மின்தேக்கி தொடர் அல்லது இணையான உள்ளமைவில் இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், மின்மறுப்பு சூத்திரம் இருக்கும்: -

Z என்பது மின்மறுப்பின் சின்னமாகும், R என்பது எதிர்ப்பாகும் மற்றும் Xc என்பது மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு எதிர்வினைக்கு குறிக்கிறது.

அதே சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் முதல் கட்ட மின்மறுப்பைக் கணக்கிடலாம்.

வழக்கில் இரண்டாம் நிலை, சூத்திரம் இணை சமமான மின்தடை கணக்கிட்டு அதே தான்,

Z என்பது மின்மறுப்பு, ஆர் என்பது எதிர்ப்பு, எக்ஸ் என்பது மின்தேக்கி

இந்த சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி சுற்றுகளின் இறுதி மின்மறுப்பைக் கணக்கிடலாம்: -

நாம் ஒரு நடைமுறை உதாரணத்தைக் கணக்கிட்டு வெளியீட்டைப் பார்க்கலாம்.

நாங்கள் மதிப்பு கணக்கிட மற்றும் விளைவாக பார்த்தால் நாம் வெளியீடு மின்னழுத்தம் இருக்கும் என்று பார்ப்பீர்கள் 1 / 3rd உள்ளீடு மின்னழுத்தம்.

இரண்டு நிலை ஆர்.சி வடிகட்டி வெளியீட்டை தலைகீழ் அல்லாத பெருக்கி உள்ளீட்டு முள் அல்லது + வின் முள் என இணைத்து, இழப்பை மீட்டெடுக்க ஆதாயத்தை சரிசெய்தால் வெளியீடு ஒரு சைனூசாய்டல் அலையை உருவாக்கும். இது வீன் பிரிட்ஜ் அலைவு மற்றும் சுற்று வெய் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர் சர்க்யூட் ஆகும்.

வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரின் வேலை மற்றும் கட்டுமானம்:

மேலே உள்ள படத்தில், ஆர்.சி. வடிப்பான் ஒரு ஒப்-ஆம்ப் முழுவதும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது தலைகீழ் அல்லாத உள்ளமைவில் உள்ளது. ஆர் 1 மற்றும் ஆர் 2 என்பது நிலையான மதிப்பு மின்தடையாகும், அதே நேரத்தில் சி 1 மற்றும் சி 2 ஒரு மாறி டிரிம் மின்தேக்கி ஆகும். ஒரே நேரத்தில் அந்த இரண்டு மின்தேக்கிகளின் மதிப்பை மாற்றுவதன் மூலம், குறைந்த வரம்பிலிருந்து மேல் வரம்பிற்கு சரியான ஊசலாட்டத்தைப் பெறலாம். குறைந்த அதிர்வெண் முதல் மேல் வரம்பு வரை வெவ்வேறு அதிர்வெண்ணில் சைனூசாய்டல் அலையை உருவாக்க வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரைப் பயன்படுத்த விரும்பினால் இது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். R3 மற்றும் R4 ஆகியவை op-amp பின்னூட்ட ஆதாயத்திற்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வெளியீட்டு ஆதாயம் அல்லது பெருக்கம் அந்த இரண்டு மதிப்பு சேர்க்கைகளையும் சார்ந்துள்ளது. இரண்டு ஆர்.சி நிலைகள் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை 1/3 ஆகக் குறைப்பதால், அதை மீட்டெடுப்பது அவசியம். குறைந்தது 3x அல்லது 3x (4x விருப்பமான) ஆதாயத்தைப் பெறுவதும் ஒரு புத்திசாலித்தனமான தேர்வாகும்.

1+ (R4 / R3) உறவைப் பயன்படுத்தி நாம் ஆதாயத்தைக் கணக்கிடலாம்.

படத்தை மீண்டும் பார்த்தால், வெளியீட்டிலிருந்து செயல்பாட்டு பெருக்கியின் பின்னூட்ட பாதை நேரடியாக RC வடிகட்டி உள்ளீட்டு நிலைக்கு இணைக்கப்பட்டுள்ளதைக் காணலாம். இரண்டு நிலை ஆர்.சி. வடிப்பான் அதிர்வு அதிர்வெண் பிராந்தியத்தில் 0 டிகிரி கட்ட மாற்றத்தின் சொத்துக்களைக் கொண்டிருப்பதால், மற்றும் ஒப்-ஆம்ப் நேர்மறை பின்னூட்டத்துடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், இது xV + என்றும் எதிர்மறையான பின்னூட்டத்தில் அதே மின்னழுத்தம் xV- என்றும் பயன்படுத்தப்படுகிறது அதே 0 டிகிரி கட்டத்துடன் ஒப்-ஆம்ப் இரண்டு உள்ளீட்டை வேறுபடுத்தி எதிர்மறையான பின்னூட்ட சமிக்ஞையை நிராகரிக்கிறது, மேலும் ஆர்.சி நிலைகளில் இணைக்கப்பட்ட வெளியீடு தொடர்கிறது என்பதால் ஒப்-ஆம்ப் ஊசலாடத் தொடங்குகிறது.

நாம் அதிக ஸ்லீவ் வீதத்தைப் பயன்படுத்தினால், அதிக அதிர்வெண் ஒப்-ஆம்ப் வெளியீட்டு அதிர்வெண்ணை பரந்த அளவில் அதிகரிக்கலாம்.

சில உயர் அதிர்வெண் ஒப்-ஆம்ப்ஸ் இந்த பிரிவில் உள்ளன, மேலும் ஏற்றுதல் விளைவைப் பற்றி நாங்கள் விவாதித்த முந்தைய ஆர்.சி ஆஸிலேட்டர் டுடோரியலைப் போலவே நாம் நினைவில் கொள்ள வேண்டும், ஏற்றுதல் விளைவைக் குறைப்பதற்கும் உறுதி செய்வதற்கும் ஆர்.சி. வடிப்பானை விட அதிக உள்ளீட்டு மின்மறுப்புடன் கூடிய ஒப்-ஆம்பை ​​நாம் தேர்வு செய்ய வேண்டும். சரியான நிலையான ஊசலாட்டம்.

• எல்.எம் 318 ஏ
• LT1192
• MAX477
• LT1226
• OPA838
• THS3491 இது 900 மெகா ஹெர்ட்ஸ் உயர் விதை ஒப்-ஆம்ப்!
• LTC6409 இது 10 Ghz GBW வேறுபட்ட ஒப்-ஆம்ப். இந்த உயர் அதிர்வெண் வெளியீட்டை அடைய சுற்று மற்றும் சிறப்பு RF வடிவமைப்பு தந்திரோபாயங்கள் தேவை என்பதை குறிப்பிட தேவையில்லை.
• LTC160
• OPA365
• TSH22 தொழில்துறை தர op-amp.

வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரின் நடைமுறை எடுத்துக்காட்டு:

மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி மதிப்பைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் ஒரு நடைமுறை எடுத்துக்காட்டு மதிப்பைக் கணக்கிடுவோம்.

இந்த படத்தில், ஆர்.சி ஆஸிலேட்டருக்கு 4.1 கே மின்தடை R1 மற்றும் R2 இரண்டிற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இரண்டு துருவங்களைக் கொண்ட ஒரு டிரிம்மர் மின்தேக்கியில் சி 1 மற்றும் சி 2 டிரிம்மிங் திறனுக்கான 1-100 என்.எஃப் உள்ளது. 1nF, 50nF மற்றும் 100nF க்கான அலைவு அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிடலாம். மேலும் 100k ஆக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட R3 ஆகவும், R4 300k ஆகவும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட op-amp இன் ஆதாயத்தைக் கணக்கிடுவோம்.

என்ற சூத்திரத்தால் அதிர்வெண்ணைக் கணக்கிடுவது எளிது

Fhz = 1 / 2πRC

C இன் மதிப்பு 1nF ஆகவும், மின்தடையத்திற்கு 4.7k ஆகவும் அதிர்வெண் இருக்கும்

Fhz = 33,849 Hz அல்லது 33.85 KHz

C இன் மதிப்பு 50nF ஆகவும், மின்தடையத்திற்கு 4.7k ஆகவும் அதிர்வெண் இருக்கும்

Fhz = 677Hz

C இன் மதிப்பு 100nF ஆகவும், மின்தடையத்திற்கு 4.7k ஆகவும் அதிர்வெண் இருக்கும்

Fhz = 339Hz

ஆகவே 1nF ஐப் பயன்படுத்தி நாம் அடையக்கூடிய மிக உயர்ந்த அதிர்வெண் 33.85 Khz மற்றும் 100nF ஐப் பயன்படுத்தி நாம் அடையக்கூடிய மிகக் குறைந்த அதிர்வெண் 339Hz ஆகும்.

ஆப்-ஆம்ப் செய்வதால் வரும் ஆதாயத்தை 1+ உள்ளது (R4 / R3)

ஆர் 4 = 300 கி

ஆர் 3 = 100 கி

எனவே ஆதாயம் = 1+ (300 கி + 100 கி) = 4 எக்ஸ்

தலைகீழ் அல்லாத “நேர்மறை” முள் முழுவதும் உள்ளீட்டின் 4x ஆதாயத்தை op-amp உருவாக்கும்.

எனவே இந்த வழியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் நாம் மாறி அதிர்வெண் அலைவரிசை வெய் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டரை உருவாக்க முடியும்.

பயன்பாடுகள்:

மின்னணுத் துறையில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் வெய்ன் பிரிட்ஜ் ஆஸிலேட்டர், மின்தேக்கியின் சரியான மதிப்பைக் கண்டுபிடிப்பதில் இருந்து, 0 டிகிரி கட்ட நிலையான ஆஸிலேட்டர் தொடர்பான சுற்றுகளை உருவாக்குவதற்கு, குறைந்த இரைச்சல் நிலை காரணமாக இது பல்வேறு ஆடியோ தர மட்டத்திற்கும் ஒரு புத்திசாலித்தனமான தேர்வாகும் தொடர்ச்சியான ஊசலாட்டம் தேவைப்படும் பயன்பாடுகள்.