Wien-Brücken-Oszillator

Also habe ich den Wien-Brücken-Oszillator ohne automatische Verstärkungsregelung gebaut und verwende stattdessen ein Preset, um die Schaltung abzustimmen.

Meine Frage ist folgende: Wenn ich also die Verstärkung des Operationsverstärkers auf etwas kleiner als 3 reduziere, kann ich sehen, wie die Schwingungen auf meinem Oszilloskop langsam absterben. Wenn ich das Preset drehe und den Gain auf vielleicht 3,2 erhöhe, bekomme ich immer noch stabile Schwingungen, aber größere Vpp und kein Clipping. Sollte die Schaltung in Anbetracht des Barkhausen-Kriteriums nicht instabil werden und die Schwingungen anfangen zu übersteuern?

Dies passiert nur, wenn ich die Verstärkung auf größere Werte als 3,4 erhöhe. Bei einer Verstärkung von ungefähr 3,3 erhalte ich eine sehr seltsame Sinuswelle, die fast kurz vor dem Clipping steht. Ich bin neugierig, warum dieses Verhalten inkrementell ist. Ich dachte, bei einer Verstärkung von mehr als 3 sollte es automatisch abschneiden.

Als Referenz verwende ich den UA741 und meine Schaltung ist genauso konfiguriert wie das Bild, das ich beigefügt habe.

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Die Werte der Kondensatoren betragen 10 nF und die Widerstände 1060 Ohm, um 15-kHz-Oszillationen zu erhalten. R4 entspricht meinem Preset (20k) und R3 besteht aus zwei Widerständen in Serie von jeweils 20k.

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Wenn ich das Preset drehe und den Gain auf vielleicht 3,2 erhöhe, bekomme ich immer noch stabile Schwingungen, aber größere Vpp und kein Clipping. Sollte die Schaltung in Anbetracht des Barkhausen-Kriteriums nicht instabil werden und die Schwingungen anfangen zu übersteuern?

Slew-Rate-Begrenzung ist etwas zu beachten: -

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Wenn Ihre Spitzenspannung 10 Volt (bei 15 kHz) beträgt, beträgt die maximale Änderungsrate 0,94 Volt pro Mikrosekunde. Angesichts der Tatsache, dass der 741 bei 0,5 Volt pro Mikrosekunde selbst begrenzt, ist dies die wahrscheinliche Ursache dafür, dass die Ausgangsamplitude mit einer gewissen Verzerrung einigermaßen stabil erscheint. Am Ausgang (blau) sehen Sie möglicherweise Folgendes: -

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Wie zu sehen ist (in diesem übertriebenen Szenario), würde es keine Zunahme der Ausgangsamplitude geben, wenn die Eingangssinuswelle (rot) in der Amplitude zunehmen würde. Dies ist eine Form der Ausgangsamplitudenbegrenzung. In Ihrem speziellen Szenario vermute ich, dass die Begrenzung nur marginal ist, aber ausreicht, um als eine Form der Amplitudenstabilisierung zu fungieren.

Gründe, keinen 741 zu verwenden - vielleicht haben Sie einen guten Grund gefunden, einen 741-Operationsverstärker zu verwenden?

Sehr schöner Fang, Andy.
Klingt vernünftig, eine einfache Überprüfung besteht darin, die Frequenz um den Faktor zehn oder so zu reduzieren.
Ja - die Großsignalbandbreite des Operationsverstärkers vom Typ 741 beträgt App. Nur 10 kHz (aufgrund des Slewing-Effekts). Darüber hinaus sind die induzierten Slew-Rate-Verzerrungen mit einer zusätzlichen Phasenverschiebung verbunden, die die gesamte Schaltung etwas verstimmt. Beide Effekte werden kombiniert und ergeben die beobachtete Wellenform.
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