Wien-Brücken-Oszillator auf Transistorbasis

Ich habe den Schaltplan für diese RLC-Brücke von Heathkit (IB-5281) studiert. Das vollständige pdf finden Sie hier (suchen Sie nach der Teilenummer): http://www.vintage-radio.info/heathkit .

Die Schaltung enthält eine Wechselstromquelle zum Ansteuern der Brücke, die im Grunde ein JFET-Wien-Brücken-Oszillator mit wählbaren Oszillationsfrequenzen ist. Eine gewürzte Version der Schaltung (für 1 kHz) ist unten angegeben:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich erkenne die meisten Bestandteile wieder: das Bandbassfilter, den Spannungsverstärker und Gegentaktfolger usw. Aber ich habe ein paar Fragen:

1) Ist der Zweck der Rückkopplung über R7, der Quelle des jfet ein phasenverschobenes Signal von Null zu präsentieren, um die Resonanzfrequenz "auszuwählen" (ähnlich wie die Operationsverstärkerversion funktioniert)? Wie genau funktioniert dieser Mechanismus?

2) Was genau macht der Abschnitt im roten Kästchen? Mein Gefühl ist, dass es wie ein variabler Widerstand wirkt (der den JFET in seinem linearen Bereich betreibt) und bei positiven Halbwellen mehr Strom durch die J1-Quelle zieht, wodurch eine negative Rückkopplung zur Steuerung der Verstärkung bereitgestellt wird, aber das ist nur eine Vermutung. Ich habe keine Ahnung von D3, C5 und C6.

Danke.

Was für eine maximale Frequenz haben Sie aus dieser Schaltung?
Wie im RLC-Bridge-Handbuch beschrieben (siehe fraglicher Link), kann der Oszillator so ausgewählt werden, dass er mit 100 kHz läuft (R = 4 k3; C = 330 pF). Wie gut die Sinuswelle bei dieser Frequenz geformt ist, weiß ich nicht (beachten Sie, dass ich verschiedene Teile für die Simulation ausgewählt habe - je nachdem, was ich tatsächlich in meinem Baukasten habe). Ich habe vor, irgendwann zu bauen und zu testen, wenn Sie zuerst dort ankommen, lassen Sie mich wissen, wie Sie vorangekommen sind.

Antworten (1)

J1 und Q1 liefern eine Spannungsverstärkung, die durch die Schaltung mit Q2 und Q3 gepuffert wird. R7 liefert Feedback, um die Spannungsverstärkung zu regulieren - die Verstärkung beträgt ungefähr (R6 + R7) / (R6 + R13 + JFET + ...).

Die Schaltung im roten Kasten regelt die Ausgangsamplitude. D3 und C6 (Peak) richten es gleich, und mit zunehmender Amplitude wird C5 immer negativer geladen. Dies zieht das Gate des JFET negativer und schaltet sich aus, wodurch (weil es im Nenner der Verstärkungsgleichung steht) die Verstärkung verringert wird . Die Verstärkung stabilisiert sich an einem (schwer zu bestimmenden) Punkt.

C4 und R17 (insbesondere) bieten ein spezifisches Feedback, um den JFET-'Widerstand' linearer mit der Drain-Spannung zu machen - siehe z . Dies hält die Gesamtverzerrung gering(er).

Nicht sicher, was Sie für R18 haben!

Prost, das muss ich alles verdauen! R18 war nur ein Dummy-Widerstand, um den Quellstrom von J2 zu testen.
Wie haben Sie die Verstärkung ermittelt und warum erscheint insbesondere R7 im Zähler? Ich vermute, R8 / R2 spielen eine Rolle bei der Bestimmung der Gesamtverstärkung (um sicherzustellen, dass Vout> 3 ist)?
Außerdem kann ich jetzt sehen, dass Sie (dank der Rückkopplung durch R7 mit sinkendem Q3-Strom) an der Spitze von R13 negative Spannungsausschläge erhalten. Was mir jedoch auffällt, ist, dass sich C5 während des positiven Teils des Zyklus weniger negativ auflädt, was J2 stärker einschalten sollte, oder? C5 wird schließlich ganz unten im negativen Zyklus über D3 entladen (da die Spannung am oberen Ende von R16 um die Durchlassspannung der Diode negativer ist).
Entschuldigung, noch eine Frage: Wie wird die Resonanzfrequenz "gewählt"? Ist es einfach, dass es die höchste Amplitude hat und andere Phasenoffsetfrequenzen das Kriterium für die Verstärkung nicht > 1 erreichen?
Verstärkung: Stellen Sie sich J1 als Emitterfolger vor und ignorieren Sie R3. Die Rückkopplung treibt den Übergang von R7 und R6 so an, dass er etwa um die Schwelle V von J1 von der Eingangsspannung (an seinem Gate) entfernt ist. Also VOUT*R6/(R7+R6) = VIN. Beachten Sie, dass dies eine AC-Verstärkung ist - es gibt auch einige DC-Offsets (VTH von J1 zum Beispiel, Vorspannungsstrom in R3 usw.). C5 lädt sich auf die negativen Spitzen jedes Zyklus auf (-Diodenabfall). Es ist die Größe dieser negativen Spitze, die reguliert wird. Bei der Resonanzfrequenz beträgt die Phasenverschiebung durch die Brücke (R9, C1, R10, C2) 0 Grad (+/- einige kleine "Fehler" in der Phase durch den Puffer).
Ich muss sagen, ich habe ein wenig gebraucht, um zu verstehen, was Sie über den Gewinn gesagt haben, aber jetzt macht es absolut Sinn. Wenn wir also davon ausgehen, dass R13 und J2 (parallel) zusammen Rg ergeben, nur um die Dinge einfach zu halten, und Ihrer Argumentation folgen, dass das V an der Spitze von R6 tatsächlich Vin ist, erhalte ich den folgenden Verstärkungsausdruck (basierend auf der Spannung Teiler, wie Sie vorgeschlagen haben): R6 + R7 + Rg / R6 + Rg.
Interessant ist, dass Rg sowohl im Zähler als auch im Nenner auftaucht. Habe ich das richtig verstanden?? Wenn wir davon ausgehen, dass Rg null ist, dann ist die Gesamtverstärkung > 6. Wenn also Rg abnimmt, steigt die Verstärkung. Das ist mir bei Spice so ziemlich aufgefallen.
Wien-Brücken-Oszillator auf Transistorbasis
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