162974. lajstromszámú szabadalom • Aktív négypólusokból felépített RC-oszcillátor
5 162974 6 Az (o0 frekvenciával táplált Wien hid normalizált feszültség és áramvektorait a 2. számú ábra mutatja, ahol: RÍ Vx =UL v2 = uc , v3 = uR1 v4 = uC2 Vs =1° V6 - Ic2 u Cl u, R2 " *R2 A vektorok forgásiránya az óramutató járásával ellentétes, körsebessége: 1 1 COn =• RiCi R2 C 2 (7) Az (5) egyenletben CJRJ = C2 R 2 =-—behelyettesítésből adódik a fázisforgatásmentes visszacsatolás feltétele, és ebből határozható meg a rendszer rezgési frekvenciája. Az ismert Wien-hidas elrendezés után áttekintjük a találmány szerint aktív négypólusokkal felépített RC oszcillátor áramkört a 3. ábrán látható elvi séma szerint Az E műveleti erősítő az Ry és RJJ ellenállások az ismertetendő áramkörben változatlanul megtalálhatók, feladatuk is azonos. A szintfüggő erősítésű Ei erősítő kimenetéről vezérelt E2 műveleti erősítő Uj kimenő feszültséget Aj-szeresre erősíti fázisforgatás mentesen. Az E3 erősítő A 2 -szeresre erősíti E t és E 3 erősítő bemenetén megjelenő U21 feszültséget 180°-os fázisforgatással. Az E3 műveleti erősítő kimeneti feszültségére kapcsoljuk a Ct és C 2 kettős hangulókondenzátorok körül a C2 szabad oldalát. A működés tárgyalásához Ei, E2 és E 3 műveleti erősítőket ideálisnak feltételezzük, tehát erősítésük rendre A0 , A t és A 2 bemenő impedanciájuk végtelennagy, kimenő ellenállásuk nulla. A találmány szerinti aktív négypólusokkal felépített „RC" oszcillátorra is érvényes a (2) és (4) összefüggés. Az aktív négypólusokkal felépített „RC" hídnál a kiegyenlítés feltétele, azaz a frekvencia meghatározó rész változik és a 3. ábra alapján a következő lesz. A 3. ábra „X" csomópontba be és kifolyó áramokra a következő egyenlőség irható pl., ha Zbe>R 2 akkor ebből U21 1 I '.i (10) Ul — l + p(l + A 2 )C 2 R 2i — fl+ k— 5 lR2 'JAJI RÍ/1 'AJ pA,Ci A! A (10) egyenletet összehasonlítva az alap Wien-hidas oszcillátor hasonló (3) összefüggésével, 10 az látható, hogy a fázistolásmentes feszültség osztás feltétele a (10) egyenletben a következő: Rl l legyen: (1 + A2 )C 2 R 2 = A, C, = 15 Aj co0 Behelyettesítve: U2I 20 Ut R2 ^ o / Ai ^ p > kx (11) p = j CJ0 helyettesítéssel 25 rr 1 U21 U, 30 35 1 R, - (1 +j) — R2 A t (12) 1 + + -A műveleteket elvégezve kapjuk, hogy U-21 1 Vi 1 2R, — + At A, R2 (13) A^i-U,! = U21 +(U 21 +A 2 U 21 )pC 2 (8) 55 1 R! + pCi A műveleteket elvégezve: U21 '(9) A (13) egyenletből látható, hogy a (10) egyenlet után választott feltételből helyesen adódik a fázisforgatásmentes visszacsatolás feltétele, és 4Q ebből határozható meg a rendszer rezgési frekvenciája. A (10) egyenlet behelyettesítéskor választottuk az(l+ A 2 )C 2 R 2 =A 1 C 1 3í_ = _L értéket. A! CJ0 4$ Az ismert Wien-hidas oszcillátorokhoz hasonlóan fa = 20 Hz rezgésszám megvalósításához válasszunk A2 = 9 értéket, ezzel és a szokásos 2 x 500 pF forgatókondenzátor hangolással R2 = l'6*10 6 0hm adódik, ami a tizedrésze az ismert Wien-hidhoz 50 szükséges értéknél. Ez azt jelenti, hogy 5000 pF-es hangoló kondenzátort valósítottunk meg. Rí Az Ai = 10 és — =10 választással a (13) R2 egyenletből számítható a fázistolásmentes feszültség osztás viszony, ami a választott értékekkel U„ 1 • 1 = = adódik. Uj 1 2,1 60 •4-2 U, 10 ( í WR 1 1^1 R-+p(l+A2 )C 2 ( —+ +_ V 2 ){A1 pA&J A, A találmány szerinti aktív négypólusokkal felépített „RC" oszcillátornál a szükséges hangoló 65 ellenállás értéke tizedrésze az ismert Wien hidas
