Oscillatore a ponte Wien

[lucaking]

Ciao a tutti, sto cercando di portare avanti, anche se un poco a singhiozzi, il mio progetto ludo/didattico di un "generatore di funzioni" BF analogico.
Visto che questo tread comincia a essere un poco incasinato, ho deciso di affrontare separatamente l' argomento.

Mi sono documentato un po' a riguardo di suddetta tipologia di oscillatori e vorrei metterne su uno a frequenza variabile (pensavo su 4 gamme) che copra dai 20Hz a 20KHz.
Mi è parso di capire che uno dei problemi piu grossi sia il controllo dell' ampiezza di oscillazione trammite il mantenimento di un livello costante di amplificazione dell' operazionale.
Ho visto che si possono usare diversi metodi, dalla lampadina a filamento, all' uso di un fet, all' uso di un fotoresistore illuminato da un led.

Su quest' ultimo metodo ho trovato i seguenti articoli:
http://www.keith-snook.info/wireless-world-magazine/Wireless-World-1981/Wien-bridge%20oscillator%20with%20low%20harmonic%20distortion.pdf

http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an43f.pdf pag.32

e questo:

oscillatore ponte wien.pdf

(182.4 KiB) Scaricato 395 volte

che avevo scaricato tempo fa e del quale non ho piu trovato il link

A proposito di ultimo, prendendo in considerazione solo l' oscillatore, vorrei un vostro parere. Vi sembra un buon progetto?
Se avessi la vostra benedizione, disegnerei lo schema con ficocad per prendere in considerazione le modifiche.

[Piercarlo]

Dipende tutto dalle tue esigenze di precisione e linearità. L'oscillatore del kit che hai scelto è il più semplice e diretto che si possa realizzare con un solo amplificatore operazionale e più che lavorare onestamente non può fare. Se ti serve solo come esercizio e come generatore di segnali sinusoidali generico ma affidabile per fare prove altrettanto generiche di circuiti analogici in bassa frequenza (comunque fino ai 10-20 kHz, non di più) ti puoi accontentare.
Se invece vuoi qualcosa che possa arrivare a testare i limiti di linearità oggi ottenibili (in casa) da questo tipo di circuiti (THD a -120 dB più o meno, puntando poi verso i -140 dB per le "formula uno" di questo settore) allora devi puntare a qualcosa di più elaborato ma soprattutto usare operazionali molto più aggiornati e allo stato dell'arte.

Un consiglio: se non hai esigenze particolari, rinuncia all'escursione continua della frequenza di oscillazione e punta invece a ottenere una gamma di frequenze fisse stabili e inalterabili che, anche se a prezzo di un po' di flessibilità, ripagano con una maggiore affidabilità e stabilità delle prestazioni.

Ciao
Piercarlo

[lucaking]

No, non cerco assolutamente una formula uno, anche perche poi dovrei saperla guidare....

Questi progettini, sono il mio banco di studio, cosi cerco di unire l' utile al dilettevole.
Ovviamente se possibile preferisco fare pratica su qualcosa di semplice si, ma almeno ben fatto, è per questo che prima chiedevo il vostro parere.

In realta mi era gia passato per le mani anche questo schema , lo avevo scartato perche sulla rivista non viene spegato molto bene il funzionamento e come dicevo a me servirebbe proprio capire come funziona.

Beh, convertendo quest' ultimo all' alimentazione duale e considerando (per ora) solo l' oscillatore, quale dei due vi sembra migliore?

Inteso che se avete da consigliarmi qualcosa di migliore, (restando piu o meno su questa difficolta) sono ben contento.

[Piercarlo]

In realta mi era gia passato per le mani anche questo schema, lo avevo scartato perche sulla rivista non viene spegato molto bene il funzionamento e come dicevo a me servirebbe proprio capire come funziona.

Beh, convertendo quest' ultimo all'alimentazione duale e considerando (per ora) solo l' oscillatore, quale dei due vi sembra migliore?

Visto che ti serve "solo" per studiare e capire - alla faccia delle virgolette! - il mio consiglio è partire dal modello di oscillatore più semplice (quello a un solo operazionale) che ti permette anche di capire la parte teorica nella sua forma più semplice e diretta (una manciata di equazioni da liceo). Le altre proposte, finché non sfociano nel vero e propriio oscillatore a variabile di stato, sono soltanto degli affinamenti tecnici che non aggiungono praticamente nulla alla comprensione teorica di tutta la questione.

A scopo di studio ti suggerirei poi di sperimentare un po' di cose che, senza cambiare effettivamente nulla del circuito, permettono però di capire la "sottile" differenza che può esistente tra un buon circuito su un foglio di carta e lo stesso buon circuito su una piastra di circuito stampato.

1) scegliti quattro o cinque frequenze FISSE su cui calcolare i valori della rete del ponte di Wvien e da commutare con un semplice commutatore a quattro posizioni: il mio suggerimento è di sceglliere 50 Hz, 500 Hz, 5 kHz e 50 kHz. Questo da un lato perché sono comunque frequenze utili per capire come si comportano i normali circuiti di bassa frequenza sotto prova e dall'altro anche per capire quanto "regge" qualitativamente l'oscillatore stesso al salire della frequenza.

2) Escludendo il controllo "a lampadina" o a termistore ormai un po' obsoletucci (però se hai una vecchia lampadina di quelle che un tempo si usavano per illuminare i tastoni dei centralini tienila: i raptus di elettronicofilia sono sempre in agguato...) cerca di sperimentare entrambi i controlli di ampiezza rimanenti, a fotoresistore e a JFET e, utilizzando sul PC una discreta scheda audio (quelle a 24bit/192 kHz te le tirano dietro) e un software adatto come ARTA o simili (possibilmente gratis se ne trovi! ARTA non lo è) verifica passo per passo quale dei due si comporta meglio o peggio cercando ovviamente di capire il PERCHE'.

3) Cambia il tipo di condensatori usati (soprattutto rispetto al dielettrico) e vedi come si comportano nelle varie circostanze, cercando anche qui di capire il motivo delle variazioni (se ci sono).

4) Una folta arrivati a questo stadio di abiezione elettronicofila - - tieni sempre pronto un bel phon ad aria calda e aria fredda e misura il comportamento del circuto sia per quanto riguarda la stabilità in frequenza e le distorsioni quando ci soffi addosso aria calda o aria fredda.

Buon divertimento!
Piercarlo

[BrunoValente]

Dai un'occhiata a questo, è datato ma interessante, propone soluzioni alternative al ponte di Wien per evitare il doppio potenziometro e il controllo di guadagno che è una bella rogna, soprattutto se deve funzionare su tutta la banda audio.

[lucaking]

Ho studiato il materiale che mi ha proposto BrunoValente, è sicuramente interessante, anche perche usa un metodo diverso per ottenere una sinusoidale, e in effetti sembra anche avbbastanza semplice.
Ho visto pero che usa integrati un po piu soffisticati che un normale operazionale e che il minor livello di distorsione ottenibile nel migliore dei casi è comunque dello 0,2%.
Ora, al di la di questo dato che probabilmente sarebbe sufficente per i miei lavoretti, preferivo lavorare su operazionali classici per fare un esperienza e imparare un po bene le basi.

So che BrunoValente conosce il mio livello di preparazione e quindi cerca di tenermi lontano dalle rogne, ma Vienna mi affascina troppo....

Detto ciò io provo, sperando vogliate comunque soccorrermi non appena mi impantanerò.

[EcoTan]

diversi metodi, dalla lampadina a filamento, all' uso di un fet, all' uso di un fotoresistore illuminato da un led

Ricordo anche l'uso di diodi comuni, come avveniva in milioni di registratorini di musicassette negli anni '70 per ottenere la regolazione automatica del livello di registrazione.
Ho trovato anche uno schema di oscillatore sinusoidale che usa questo metodo ma è a frequenza fissa.

[abusivo]

...per ottenere la regolazione automatica del livello di registrazione...

Questa cosa mi incuriosisce molto ma è oltremodo OT!

[Piercarlo]

...per ottenere la regolazione automatica del livello di registrazione...

Questa cosa mi incuriosisce molto ma è oltremodo OT!

Cerca in rete "ALC" e anche il datasheet del TDA1054 e potrai fartene un'idea.

Ciao
Piercarlo

[abusivo]

Grazie!