Laboratorium Elektroniki cz II 3

104

Rys. 4.19. Schemat blokowy generatora z połową mostka Wiena

Rys. 4.20. Schemat blokowy generatora z mostkiem Wiena (por. rys. 4.17)

wiednio większym wzmocnieniu K'_u. Schemat blokowy takiego układu, w którym wykorzystuje się już pełny mostek Wiena-Robinsona. pokazano na rys. 4.20a. Pętlę dodatniego sprzężenia zwrotnego tworzą tu gałęzie RC (szeregowa i równoległa), a pętlę ujemnego sprzężenia niezależnego od częstotliwości gałęzie rezystorowe (rezystory R_t i R₂) - por. rys. 4.17.

Pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego o transmitancji p„ powoduje przesunięcie w lewo charakterystyki amplitudowo-fazowej z rys. 4.18b, co w rezultacie prowadzi do uzyskania charakterystyki przedstawionej na rys. 4.21a.

Pełny mostek Wiena ma dla pulsacji rezonansu pozornego ca₀ transmitancję P' równą:

u_r=u_a    u_b_1    R₂    (4.₂₂}

u u    u 3    R,+R₂

Mostek jest w równowadze, gdy U_r = 0, czyli gdy

^Rz    ₌ 1    (4.23)

R, +R₂    3

a więc przy spełnieniu warunku — = 2 (rys. 4.21a). Jest to, oczywiście, przypadek.

R₂

który nie może być wykorzystany do budowy generatora.

Mi sio!

o)    b)    ■

Rys. 4.21. Charakterystyki mostka Wiena: a) charakterystyki amplitudowo-fazowe, b) fazowe charakterystyki częstotliwościowe (1 - mostka Wiena, 2 - obwodu rezonansowego LC o dobroci Q = 10)

Generator o dobrych parametrach można uzyskać przy nieznacznym odstrojeniu mostka od stanu równowagi, co można zapisać następująco:

(4.24)

R, „

r7 ^s

gdzie 0 < e « 1.

Transmitancja wypadkowa dla pulsacji co₀ wynosi wówczas

^p'-r

1

1

1

1 +

R, 3 1 + (2 + e)

(4.25)

Układ jest więc bliski równowagi, a wypadkowe sprzężenie zwrotne jest dodatnie.

Charakterystyka fazowa układu jest tym bardziej stroma w okolicach punktu co₀ (a więc tym większa jest dobroć fazowa Q_f), im mostek Wiena jest bliższy stanowi zrównoważenia (stąd przyjęty warunek e « 1). Przykładowy przebieg częstotliwościowej charakterystyki fazowej rozstrojonego o e mostka Wiena przedstawiono na tys. 4.21b. Ważną zaletą tego układu jest fakt, że przesunięcie fazowe nie jest ograniczone jedynie do zakresu ±90°, ale rośnie do 180°. W wyniku tego dla harmonicznych częstotliwości drgań własnych f₀ układ posiada ujemne sprzężenie zwrotne, a ^więc harmoniczne te są silne tłumione.

Układ generatora z mostkiem Wiena pracującym przy nieznacznym rozstrojeniu ^wymaga zastosowania wzmacniacza nieodwracającego fazy o dużym wzmocnieniu. Zauważmy bowiem, że gdy przykładowo e = 0,01, to tłumienie obwodu sprzężenia krotnego wynosi: