వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్ ట్యుటోరియల్ & థియరీ

ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్‌లు అవుట్‌పుట్ వద్ద ఆవర్తన సంకేతాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వారు ఏదైనా DC సిగ్నల్‌ను దాని కూర్పుపై ఆధారపడి వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీలతో AC సిగ్నల్‌గా మార్చగలరు. మేము ఈ వ్యాసంలో వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్, దాని పని సూత్రం మరియు సవరించిన సంస్కరణలు మరియు ఉదాహరణల గురించి చర్చిస్తాము.

ది వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్

వీట్‌స్టోన్ వంతెన యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ-ఆధారిత రూపం వీన్ వంతెన ఓసిలేటర్. దాని వంతెన నిర్మాణంలో, రెండు చేతులు ప్రతిఘటనలను మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి, మిగిలిన రెండు ప్రతిఘటన మరియు కెపాసిటర్ కలయికలను కలిగి ఉంటాయి. వంతెన ఓసిలేటర్ యొక్క ఒక ఆయుధం క్రింద చూపిన విధంగా మరొక సమాంతర RC సర్క్యూట్‌తో సిరీస్ RC సర్క్యూట్‌ను కలిగి ఉంటుంది:

రెండు చేతుల కెపాసిటర్-రెసిస్టర్ కలయికలు దిగువ చిత్రంలో గుర్తించిన విధంగా అధిక పాస్ మరియు తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్‌ల వలె కనిపిస్తాయి:

పని సూత్రం

తక్కువ పౌనఃపున్యాలు వర్తింపజేసినప్పుడు, శ్రేణి కెపాసిటర్లు చాలా ఎక్కువ ప్రతిచర్యను అందిస్తాయి, ఎందుకంటే కెపాసిటర్ యొక్క ప్రతిచర్య పౌనఃపున్యానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది:

చాలా ఎక్కువ ప్రతిచర్య కారణంగా, కెపాసిటర్ ఓపెన్ సర్క్యూట్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది మరియు అందువల్ల అవుట్‌పుట్ సున్నాగా ఉంటుంది.

అధిక పౌనఃపున్యాలు వర్తించినప్పుడు, రెండు కెపాసిటర్లు C1 & C2 తక్కువ ప్రతిచర్యను అందిస్తాయి మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్ లాగా పనిచేస్తాయి. ఈ పరిస్థితిలో, ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ సరఫరాకు తిరిగి రావడానికి C1 & C2 నుండి షార్ట్-సర్క్యూట్ మార్గాన్ని అనుసరిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో కూడా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ సున్నాగా ఉంటుంది.

అయినప్పటికీ, మేము చాలా అధిక పౌనఃపున్యం మరియు అతి తక్కువ పౌనఃపున్యం మధ్య మధ్య-పౌనఃపున్య పరిధిని ఎంచుకోవచ్చు, తద్వారా ఓపెన్-సర్క్యూట్ మరియు షార్ట్-సర్క్యూట్ పరిస్థితులు రెండింటినీ నివారించవచ్చు. అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ గరిష్టంగా కనిపించే మధ్య-స్థాయి ఫ్రీక్వెన్సీని రెసొనెంట్ ఫ్రీక్వెన్సీ అంటారు.

గ్రాఫికల్ ప్రాతినిధ్యం

ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద, అవుట్‌పుట్ పరిమాణం ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌లో దాదాపు మూడింట ఒక వంతుకు సమానం. గ్రాఫ్, అవుట్‌పుట్ గెయిన్ మరియు ఫేజ్ షిఫ్ట్ మధ్య ప్లాట్ చేసినప్పుడు, దిగువ చూపిన విధంగా ఫేజ్ అడ్వాన్స్, ఫేజ్ ఆలస్యం మరియు రెసొనెన్స్ పాయింట్ యొక్క దృష్టాంతాన్ని అందిస్తుంది:

తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద, దశ కోణం +90 డిగ్రీలను చూపుతుంది, ఇది ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌ల మధ్య దశ పురోగతిని సూచిస్తుంది, అయితే అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, దశ కోణం -90 డిగ్రీలుగా మారుతుంది, ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌ల మధ్య దశ ఆలస్యం ఉంటుందని సూచిస్తుంది. మిడ్-ఫ్రీక్వెన్సీ పాయింట్, fr రెండు సంకేతాలు ఒకదానికొకటి దశలో ఉన్న ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలను సూచిస్తుంది.

తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద, దశ కోణం +90 డిగ్రీలను చూపుతుంది, ఇది ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌ల మధ్య దశ పురోగతిని సూచిస్తుంది, అయితే అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, దశ కోణం -90 డిగ్రీలుగా మారుతుంది, ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్‌ల మధ్య దశ ఆలస్యం ఉంటుందని సూచిస్తుంది. మిడ్-ఫ్రీక్వెన్సీ పాయింట్, fr రెండు సంకేతాలు ఒకదానికొకటి దశలో ఉన్న ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలను సూచిస్తుంది.

ఓసిలేటర్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్స్‌ప్రెషన్

ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ క్రింద లెక్కించబడుతుంది:

ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం; R1=R2=R & C1=C2=C:

Op-Ampతో వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్

వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్లు తమ సర్క్యూట్‌లో ఆప్-ఆంప్స్‌ను కూడా ఏకీకృతం చేయగలవు. op-amps టెర్మినల్స్ క్రింద చూపిన విధంగా వీన్ వంతెన ఓసిలేటర్ యొక్క రెండు పాయింట్లకు అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి:

ఈ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క ఏకైక పరిమితి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీల పరిమితి. op-amps-ఆధారిత వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్‌లను 1 MHz కంటే తక్కువ ఆపరేట్ చేయాలి. వీన్ వంతెనలు 20Hz నుండి 20kHz మధ్య తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ఓసిలేటర్‌లు కావడమే దీనికి కారణం.

ఉదాహరణ

వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్‌లో 20kΩ రెసిస్టర్ మరియు 10nf నుండి 2000nf వరకు వేరియబుల్ కెపాసిటర్‌ను పరిగణించండి. డోలనం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీల గరిష్ట మరియు కనిష్ట విలువలను మూల్యాంకనం చేయండి.

డోలనాల ఫ్రీక్వెన్సీ దీని ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది:

అత్యల్ప ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం, fmin;

అత్యధిక ఫ్రీక్వెన్సీ కోసం, fmax:

ముగింపు

వీన్ బ్రిడ్జ్ ఓసిలేటర్ అనేది హై-పాస్ మరియు లో-పాస్ ఫిల్టర్ నెట్‌వర్క్‌ల కలయిక. అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ గరిష్టంగా కనిపించే ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద ఇది పనిచేస్తుంది. ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ పైన మరియు దిగువన, సున్నా అవుట్‌పుట్ నిర్వహించబడుతుంది.