5.1. - Progetto di un oscillatore a ponte di Wien con frequenza fo = 1KHz
Si utilizza un'alimentazione duale di ±15V. Per il controllo dell'ampiezza utilizziamo due diodi di commutazione in antiparallelo posti sull'uscita. Allorché la tensione d'uscita è minore o circa uguale a Vg » 0,65V (tensione di soglia dei diodi) l'anello di retroazione risulta aperto e il guadagno elevato. Quando l'uscita supera la tensione Vg (o scende al di sotto della tensione Vg ), un diodo va in conduzione chiudendo l'anello di retroazione e ottenendo la limitazione del guadagno. Perché l'uscita risulti indistorta, salvo una discontinuità nell'intorno dello zero (in cui entrambi i diodi risultano interdetti), bisogna far lavorare i diodi lontano dalla zona del ginocchio delle loro curve caratteristiche.
Calcolo di R e C
Essendo 1KHz la frequenza di oscillazione, possiamo ricavare la costante di tempo RC:
Posto , per R si ha:
,
per il quale utilizzeremo il valore commerciale di 15KW . Con tali valori dovremo ottenere una frequenza di oscillazione
.
Calcolo di R1, R2 e Rt
Dovendo risultare
poniamo
e calcoliamo R2 e Rt.
Poiché scegliamo
.
Come diodi di commutazione utilizzeremo due 1N914 o il suo equivalente 1N4148.
Risultati sperimentali
Le forme d'onda d'uscita sono state rilevate mediante oscilloscopio; la frequenza viene misurata con un frequenzimetro digitale.
Abbiamo rilevato dapprima il segnale nei due casi seguenti
(cioè nella rete di retroazione
vi è la sola R2). L'ampiezza picco-picco del segnale d'uscita è 4V; il
segnale risulta fortemente distorto, in quanto i diodi stanno lavorando in prossimità del
ginocchio della loro curva caratteristica.
(cioè nella rete di
retroazione vi è
). L'ampiezza
picco-picco risulta di 26V; anche questa volta il segnale risulta fortemente distorto, in
quanto l'uscita va in saturazione.
Si è regolato il trimmer Rt fino ad avere in uscita un segnale indistorto di 12V picco-picco. La frequenza di questo segnale è risultata di 825Hz. La diversità dal valore teorico è dovuta essenzialmente alle due capacità utilizzata. Dalla loro misura, mediante capacimetro analogico, sono risultate essere poco più di 12m F. la frequenza calcolata con questo nuovo valore è:
.
Quindi 825Hz, date le tolleranze dei componenti e i contatti sicuramente imperfetti, è un valore più che accettabile. La forma d'onda d'uscita risulta comunque leggermente distorta sull'asse dei tempi, tensione per la quale entrambi i diodi risultano interdetti.