Wie kann man sicherstellen, dass dieser Oszillator stabil ist?

In meinem Lehrbuch benötigen der Wien-Brücken-Oszillator und der Twin-T-Oszillator eine Wolframlampe als selbsteinstellenden Widerstand:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die mit dem nichtinvertierenden Eingang verbundene Lead-Lag-Schaltung hat eine Verstärkung von 1/3 auf ihrer Mittenfrequenz. Da die Lampe mit geringer Wärme (weniger Widerstand) gestartet wurde, ist die Startverstärkung im geschlossenen Regelkreis groß. Wenn sich die Ausgangsoszillation aufbaut, erwärmt sich die Lampe und somit nimmt die Verstärkung des geschlossenen Regelkreises ab, bis sie den Punkt erreicht, an dem die Verstärkung 3 beträgt, so dass A v ( C L ) ∗ 1 3 = 1 . Dies gewährleistet eine stabile Schwingung. (Naja, so habe ich es verstanden.)

Wie kann ich sicherstellen, dass der Widerstand der Wolframlampe konstant bleibt?

Wird die Schwingung nicht sofort abklingen, wenn der Widerstand der Lampe seitdem auch nur ein wenig ansteigt? A v ( C L ) ∗ 1 3 wird jetzt weniger als eins sein?

Lernen Sie den Temperaturkoeffizienten von R gegenüber Leistung und Temperatur kennen, aber es gibt bessere Möglichkeiten, dies mit einer Zenerdiode und R für eine sanfte Begrenzung der Verstärkung zu verwenden
@Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 Ja, ich weiß über den Temperaturkoeffizienten Bescheid, aber was ich meine, ist, dass es in der realen Situation keine parasitären Widerstände oder einige externe Faktoren (wie die Umgebungstemperatur) geben wird, die die Wärme der Lampe beeinflussen können, die dies verursachen wird Widerstandsänderung? Und ja, ich werde später versuchen, die Zenerdiode für die weiche Begrenzung zu lesen
Die Verwendung einer Lampe ist eine alte Methode zur Regulierung der Amplitude, die der Temperaturdrift und der Alterung der Lampe unterliegt.
Wie wird es heute gemacht? Verwenden wir einen anderen einstellbaren Widerstand für die Lampe oder verwenden wir den Wien-Brücken-Oszillator nicht mehr vollständig (verwenden Sie eine andere, völlig andere Art von Konfiguration)?
Ich habe mehrere Wien-Brückenlösungen mit LEDs oder Zenern mit> 10xR in Reihe für Feedback, so dass, wenn die Dioden zu leiten beginnen, die Impedanz mit 10R oder mehr übereinstimmt, was die Verstärkung um 10% oder weniger reduziert, abhängig von Ihrer Toleranzstapelung der Schleifenverstärkung auf Eins positives Feedback. 1% ist möglich. Der % steuert den THD im resultierenden Sinus und dann startet der OSC langsam. Aber wenn ein Cap an V+ statt an Masse angeschlossen wird, beginnt er mit voller Amplitude und begrenzt dann weich auf den gewünschten Vpp

Antworten (2)

Die Idee der Stabilisierung ist, wie Sie geschrieben haben. Das Problem des sofortigen Zerfalls besteht nicht, wenn nichts die Temperatur des Filaments plötzlich erhöhen kann. Bei einem richtig ausgelegten Generator ist der Glühfaden von der Umgebung isoliert, so dass in üblichen Umgebungen die durch das Ausgangssignal verursachte Erwärmung den Glühfaden sicherlich wesentlich heißer als die Umgebung macht. Die Umgebung kann es also nicht erwärmen, sie bewirkt nur eine Abkühlung, die im Gleichgewicht mit der durch das Ausgangssignal verursachten Erwärmung steht.

Das Filament hat thermische Masse. Es macht seine Reaktion langsam im Vergleich zu einzelnen Impulsen des Ausgangssignals. Dadurch sind sehr geringe Verzerrungen möglich.

Aber wie bereits von anderen gesagt, verschlechtert sich die Lampe allmählich wie Glühlampen, sodass sich die Ausgangsamplitude ändert, wenn die Lampe älter wird. Und die Umgebungstemperatur beeinflusst die Ausgangsamplitude, da die benötigte Ausgangsleistung für eine bestimmte Filamenttemperatur von der Umgebungstemperatur abhängt.

Ich denke (nicht getestet), dass mechanische Schläge auch im Ausgangssignal erkannt werden können.

Solange die Lampe mit etwa 10 % ihrer Nennleistung oder weniger betrieben wird, ist die Verschlechterung kein praktisches Problem.

Messen Sie praktischerweise den Widerstand der Lampe im kalten Zustand und (über V und I), wenn sie gerade zu glühen beginnt (heiß), und bei einem mittleren V (warm). Wenn Sie es so weit unter der Nennleistung halten, wird die Alterung praktisch eliminiert.

Entwerfen Sie dann das NFB-Netzwerk so, dass nominell Verstärkung = Av(CL) am warmen Widerstand, mit V(warm) über der Lampe. Stellen Sie außerdem für alle Widerstandstoleranzen sicher, dass die Verstärkung > Av(CL) im kalten Zustand und die Verstärkung < Av(CL) im heißen Zustand ist.

Dazu gehören Toleranzen an den Widerständen R im frequenzselektiven +ve-Rückkopplungspfad, wenn Sie sie anpassen, um die Frequenz anzupassen. Da Dual-Gang-Pots eine ziemlich schlechte Toleranz haben, habe ich auf 10-Gang-Drahtpotentiometer mit 10 Umdrehungen zur Frequenzsteuerung zurückgegriffen ... heutzutage könnte ein Dual-MDAC wie AD7528 praktikabler sein.

Wie kann man sicherstellen, dass dieser Oszillator stabil ist?
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