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Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utentescorpio92 » 25 mar 2013, 18:59

Ciao a tutti,
dovrei realizzare un semplice oscillatore sinusoidale da laboratorio che mi permetta di coprire una gamma di frequenze compresa tra 1 Hz e 100 kHz; a questo proposito, ho pensato di ricorrere allo schema seguente.



Dove C (da 1 nF a 10 µF, a intervalli di un ordine di grandezza) può essere selezionato opportunamente in modo da ottenere cinque diversi intervalli di frequenza di oltre una decade ciascuno.

Tuttavia, vorrei avere maggiori informazioni a proposito della risposta in ampiezza (al variare della frequenza) di questo circuito: in particolare, vorrei che l'ampiezza del segnale d'uscita rimanesse la stessa, pur variando la frequenza.

Questo circuito mi permette di ottenere un segnale la cui ampiezza non dipende eccessivamente dalla frequenza?

Ciao,
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[2] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto UtentePioz » 25 mar 2013, 20:53

Secondo me con un circuito di tipo RC non si va molto su di frequenza dove un LC lavora meglio. Poi saresti in grado di tarature del circuito per soddisfare il criterio di Barkhausen in modo univoco per ogni range di frequenze?
In teoria l'ampiezza del segnale dovrebbe rimanere invariata al variare della frequenza. Ti serve però un buon integrato con un buon SlewRate altrimenti a quelle frequenze la sinusoide risulta molto distorta.
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[3] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 25 mar 2013, 22:04

:-) Veramente con quel circuito è difficile ottenere una ampiezza (e una distorsione) stabile al variare della frequenza nemmeno limitandosi alla banda audio; per poter coprire un range così ampio non ci si può limitare a selezionare gli ordini di grandezza delle capacità della RC su un unico dispositivo attivo anche per i motivi indicati da Pioz nemmeno con uno slew rate "mostruoso"; se proprio vuoi rimanere sulla tipologia a ponte di Wien con operazionali potresti considerare di usare diversi "stadi", ognuno col proprio CAG e la propria banda di frequenza in modo da coprire l'intero range per passi successivi; però come puoi immaginare diventa una... farragine, senza contare gli "impicci" dovuti alle intermodulazioni e conseguentemente alla complessità del layout; nemmeno, per motivi di stabilizzazione, sarebbe una buona idea spengere e accendere uno stadio per volta alla bisogna. Meglio, a mio parere optare per un oscillatore quarzato, con degli integrati divisori e un filtro digitale a capacità commutata per ottenere la sinusoide o, meglio ancora optare per la soluzione DDS. O_/
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[4] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utentescorpio92 » 25 mar 2013, 22:46

Grazie per le risposte; a questo punto, tra quelle citate la soluzione DDS mi sembra la più pratica.

Per curiosità, un'alternativa analogica migliore dell'oscillatore a ponte di Wien per quest'applicazione, quale sarebbe? Esistono altri tipi di oscillatori sinusoidali con una distorsione contenuta capaci di spaziare in un intervallo simile?

Ciao,
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[5] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 25 mar 2013, 22:50

:-) Se rileggi la mia risposta ti rispondi da solo... no ! E il motivo lo ho sommariamente spiegato. O_/
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[6] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utentescorpio92 » 25 mar 2013, 23:04

Ricevuto. :-) Pensavo che ti limitassi al circuito a ponte di Wien, invece rileggendo ho afferrato meglio.

Sto rileggendo proprio ora il paragrafo su Amplificatori operazionali e circuiti integrati analogici di Franco Sergio relativo a questo tipo di oscillatore a frequenza variabile, dove è indicato il seguente schema.



L'intervallo di frequenze si estende da 214,6 Hz a 21,46 kHz, quindi due decadi, ma l'autore afferma che tarando opportunamente R_3 sia possibile ottenere una risposta in ampiezza piatta in tutto l'intervallo di frequenze.

Da quanto mi dite, deduco quindi che quest'affermazione vada presa con le pinze. :-)

Grazie ancora! :-)

Niki
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[7] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 25 mar 2013, 23:17

:-) Scusa se non so essere maggiormente esaustivo ma come ribadisco spesso non sono un esperto elettronico ma solo un praticone con quattro nozioni in croce :oops:; speriamo che intervenga qualche esperto per chiarirti le idee con una spiegazione rigorosa e scientifica del "problema". O_/ P.s. ...Secondo me, per quanto ne so io, sì :-) va presa con le pinze :mrgreen: ma... qual è "tutto l'intervallo di frequenze" di cui parla :?: Da 0 a infiniti Hz :?:
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[8] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utentescorpio92 » 25 mar 2013, 23:38

L'intervallo è quello indicato, ovvero le due decadi. Beh, visto il dubbio, sentiamo se ci sono altre considerazioni. Dunque, rinnovo la domanda e resto in attesa. :-)

Grazie e a presto,
Niki
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[9] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto UtentePioz » 25 mar 2013, 23:47

Tempo fa ho fatto la prova in laboratorio di un oscillatore RC a ponte di Wien con range 300Hz-3KHz e ho avuto anche là problemi nella stabilità dell'oscillazione al variare della frequenza. In pratica mi toccava ogni volta ritarare l'amplificazione del circuito per far ripartire l'oscillazione o per togliere la distorsione. In pratica quando ti muovi in frequenza le componenti parassite sfalsano la taratura della rete di retroazione e quindi esci fuori da quel veramente piccolo range di tolleranza in cui il circuito oscilla.
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[10] Re: Oscillatore di Wien a frequenza variabile

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 25 mar 2013, 23:51

:-) Beh, ma se l'intervallo è quello indicato è proprio la "banda audio" e l'affermazione è credibile, sei tu che hai esagerato volendo arrivare a 100 kHz :-) nell'esempio del libro non si varia la capacità ma solo la resistenza della rete RC percui il CAG è sufficiente a stabilizzare il sistema. O_/
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