वीन ब्रिज ऑसिलेटर ट्यूटोरियल और सिद्धांत

ऑसिलेटर सर्किट आउटपुट पर आवधिक सिग्नल उत्पन्न करते हैं। वे किसी भी डीसी सिग्नल को उसकी संरचना के आधार पर विभिन्न आवृत्तियों के साथ एसी सिग्नल में परिवर्तित कर सकते हैं। हम इस लेख में वियन ब्रिज ऑसिलेटर, इसके कार्य सिद्धांत के साथ-साथ संशोधित संस्करणों और उदाहरणों पर चर्चा करेंगे।

वीन ब्रिज ऑसिलेटर

वेन ब्रिज ऑसिलेटर व्हीटस्टोन ब्रिज का आवृत्ति-उन्मुख रूप है। इसके पुल निर्माण में, दो भुजाओं में केवल प्रतिरोध होते हैं, जबकि अन्य दो में प्रतिरोध और संधारित्र संयोजन होते हैं। ब्रिज ऑसिलेटर की एक भुजा में एक श्रृंखला आरसी सर्किट के साथ एक अन्य समानांतर आरसी सर्किट होता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

दो भुजाओं का संधारित्र-प्रतिरोधक संयोजन उच्च पास और निम्न पास फिल्टर जैसा दिखता है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में पहचाना गया है:

काम के सिद्धांत

जब कम आवृत्तियों को लागू किया जाता है, तो श्रृंखला कैपेसिटर बहुत अधिक प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं क्योंकि संधारित्र की प्रतिक्रिया आवृत्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है जैसा कि नीचे दिया गया है:

बहुत अधिक प्रतिक्रिया के कारण, संधारित्र एक खुले सर्किट के रूप में व्यवहार करता है और इसलिए आउटपुट शून्य रहता है।

जब उच्च आवृत्तियों को लागू किया जाता है, तो दोनों कैपेसिटर C1 और C2 कम प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं और शॉर्ट सर्किट की तरह कार्य करते हैं। इस स्थिति में, इनपुट सिग्नल आपूर्ति पर लौटने के लिए C1 और C2 से शॉर्ट-सर्किट पथ का अनुसरण करता है। इस स्थिति में भी आउटपुट वोल्टेज शून्य रहता है।

हालाँकि, हम बहुत उच्च आवृत्ति और बहुत कम आवृत्ति के बीच एक मध्य-आवृत्ति रेंज का चयन कर सकते हैं, ताकि ओपन-सर्किट और शॉर्ट-सर्किट दोनों स्थितियों से बचा जा सके। मध्य स्तर की आवृत्ति जिस पर आउटपुट वोल्टेज अधिकतम प्रतीत होता है उसे अनुनाद आवृत्ति के रूप में जाना जाता है।

सचित्र प्रदर्शन

अनुनाद आवृत्ति पर, आउटपुट का परिमाण इनपुट वोल्टेज के लगभग एक तिहाई के बराबर होता है। ग्राफ, जब आउटपुट लाभ और चरण बदलाव के बीच प्लॉट किया जाता है, चरण अग्रिम, चरण विलंब और अनुनाद बिंदु का एक उदाहरण प्रदान करता है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

कम आवृत्तियों पर, चरण कोण +90 डिग्री दिखाता है, जो इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच चरण की प्रगति को दर्शाता है, जबकि उच्च आवृत्तियों पर, चरण कोण -90 डिग्री हो जाता है, जो दर्शाता है कि इनपुट और आउटपुट सिग्नल के बीच चरण विलंब होगा। मध्य-आवृत्ति बिंदु, fr गुंजयमान आवृत्तियों को इंगित करता है जहां दो सिग्नल एक दूसरे के साथ चरण में होते हैं।

थरथरानवाला आवृत्ति अभिव्यक्ति

गुंजयमान आवृत्ति की गणना नीचे दी गई है:

गुंजयमान आवृत्ति के लिए; R1=R2=R और C1=C2=C:

ऑप-एम्प के साथ वेन ब्रिज ऑसिलेटर

वेन ब्रिज ऑसिलेटर्स अपने सर्किट में ऑप-एम्प्स को भी एकीकृत कर सकते हैं। ऑप-एम्प्स टर्मिनल वेन ब्रिज ऑसिलेटर के दो बिंदुओं से जुड़े हुए हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

इस कॉन्फ़िगरेशन की एकमात्र सीमा उच्च आवृत्तियों की सीमा है। ऑप-एम्प्स-आधारित वेन ब्रिज ऑसिलेटर्स को 1 मेगाहर्ट्ज से नीचे संचालित किया जाना चाहिए। यह इस तथ्य के कारण है कि वेन ब्रिज 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ के बीच कम आवृत्ति वाले ऑसिलेटर हैं।

उदाहरण

वेन ब्रिज ऑसिलेटर सर्किट में 20kΩ के एक अवरोधक और 10nf से 2000nf के एक चर संधारित्र पर विचार करें। दोलन की आवृत्तियों के अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों का मूल्यांकन करें।

दोलनों की आवृत्ति निम्न द्वारा दी गई है:

न्यूनतम आवृत्ति के लिए, fmin;

उच्चतम आवृत्ति के लिए, fmax:

निष्कर्ष

वेन ब्रिज ऑसिलेटर हाई-पास और लो-पास फिल्टर नेटवर्क का एक संयोजन है। यह गुंजयमान आवृत्ति पर संचालित होता है जहां आउटपुट वोल्टेज अधिकतम प्रतीत होता है। इस आवृत्ति के ऊपर और नीचे शून्य आउटपुट बनाए रखा जाता है।

वीन ब्रिज ऑसिलेटर ट्यूटोरियल और सिद्धांत