Problema con el trabajo y la simulación básicos del Puente de Wien en multisim

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Soy muy nuevo en el concepto del puente de Wien y estoy tratando de hacer un circuito básico pero no obtuve la salida esperada (solo ruido). Intenté simular en Multisim pero obtuve la misma salida. He pasado por muchas documentos en la web, pero son demasiado técnicos o están incompletos.

Aquí está mi circuito:

Creoqueyaquemisdosintentosmedieronlamismasalida,deboestarcometiendounerror.Tambiéntengoproblemasparaentenderelconceptodeganancia,porquédeberíaserunpocomayorque3yelrequisitoderuidoinicialparaqueelcircuitofuncione.

¿Puedealguienayudarme?Porfavor,cualquierayudaesmuyapreciada.Gracias

EDITAR:

SOLUTION

Hiceunpardecambiosenelcircuitoyestabafuncionandolosuficientementebien.

Primerodetodos,cambiéelOPAMPde"AJ741JN" a "741". Segundo Agregué una resistencia R5 (22k) adicional al circuito y cambié la conexión desde el pin 2 (ver nueva figura).

Después de realizar estos cambios, el circuito comienza a producir una señal de frecuencia de 50 Hz, pero la forma de onda es una onda sinusoidal distorsionada. Agregar un par de diodos "1N4007G" como se muestra elimina este problema también (no sé cómo).

    
pregunta akki

2 respuestas

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Si permitimos que R1 = R2 = R y C1 = C2 = C, que suele ser el caso para este tipo de oscilador (los mismos valores). Podemos ver que C1, C2, R1 y R2 forman un buceador potencial.

La impedancia de la parte superior R2 en serie con C2 es:

$$ Z_ {arriba} = R + \ frac {1} {j \ omega C} = \ frac {1 + j \ omega C R} {j \ omega C} $$

La impedancia de la parte inferior R1 en paralelo con C1 es:

$$ Z_ {bot} = \ frac {R \ frac {1} {j \ omega C}} {R + \ frac {1} {j \ omega C}} = \ frac {R} {1 + j \ omega C R} $$

Entonces, la ganancia de este divisor potencial es:

$$ \ begin {align} G & = \ frac {Z_ {bot}} {Z_ {arriba} + Z_ {bot}} \\   &erio; = \ frac {\ frac {R} {1 + j \ omega CR}} {\ frac {1 + j \ omega CR} {j \ omega C} + \ frac {R} {1 + j \ omega CR}} \\   &erio; = \ frac {\ frac {R} {1 + j \ omega CR}} {\ frac {(1 + j \ omega CR) ^ 2 + j \ omega CR} {j \ omega C (1 + j \ omega CR )}} \\   &erio; = \ frac {j \ omega C R} {1 + 3j \ omega C R - \ omega ^ 2 C ^ 2 R ^ 2} \\   &erio; = \ frac {\ omega C R} {- j (1 + 3j \ omega C R - \ omega ^ 2 C ^ 2 R ^ 2)} \\   &erio; = \ frac {\ omega C R} {(\ omega ^ 2 C ^ 2 R ^ 2 -1) j + 3 \ omega C R} \ end {align} $$

Si elegimos una frecuencia tal que la parte imaginaria (j) sea cero, entonces la ganancia G es 1/3. Ahora, para que un oscilador funcione, necesita una ganancia de exactamente uno, por lo que la ganancia del amplificador debe ser 3, ya que 3 veces 1/3 = 1. Normalmente, hay un elemento no lineal, como un PTC o una bombilla en la ruta de realimentación R6 , R3 para proporcionar un control de ganancia automático simple para garantizar esto.

La frecuencia cuando esto oscilará es:

$$ \ omega ^ 2 C ^ 2 R ^ 2 - 1 = 0 \ Rightarrow \ omega = \ frac {1} {C R} \ Rightarrow f = \ frac {1} {2 \ pi C R} $$

Finalmente, considere qué sucedería si la salida fuera exactamente de cero voltios. Todas las entradas al opamp serían cero y el circuito nunca se iniciaría. Sin embargo, siempre hay algo de ruido en el sistema para iniciarlo.

Editar:

Si está simulando esto, elimine R4 y cambie R3 a 20k. Esto debería hacer que la ganancia sea exactamente 3 según sea necesario. También deberá agregar un cargo inicial a C1 o C2 para comenzar, de lo contrario, las entradas estarán a 0 V y no se iniciarán.

Si estás probando con hardware real, deberás jugar con la configuración del bote con una ganancia muy grande o muy pequeña y no funcionará.

    
respondido por el Warren Hill
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Desde la memoria (lo que significa que hace mucho que no los uso) necesita una ganancia de 3 para que el puente de Wien oscile, y tiene una ganancia más baja que eso: 1 + R6 / R3 da una ganancia de alrededor de 1.2. Si reduce R4 lo suficiente (a aproximadamente 5k), debería comenzar a oscilar.

Esta página muestra una mejor manera de configurar la ganancia (desplácese hacia abajo hasta el "amplificador sin inversión" ").

En cuanto a por qué necesita una ganancia de 3: calcule la impedancia del brazo en serie (RC en serie) a la frecuencia de resonancia: encontrará que es sqrt (2) * la resistencia. Ahora calcule la resistencia del brazo de derivación (RC en paralelo), es R / sqrt (2). Por lo tanto, el voltaje de entrada es 1/3 del voltaje de salida, lo que significa que necesita una ganancia de 3 para mantener la oscilación.

    
respondido por el Brian Drummond

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