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Oscilador de puente de Wien

Analógica activa

Amplificador operacional no inversor rodeado por una red RCRC de Wien. Cuando la ganancia del lazo supera la unidad en una sola frecuencia, el ruido térmico crece hasta una sinusoide limpia; un limitador no lineal estabiliza su amplitud en un ciclo límite. El retrato de fase muestra nacer la oscilación: una bifurcación de Hopf que puede activar con un control.

Circuito en tiempo real OSCILACIÓN (ciclo límite), 1.59 kHz
Wien-Bridge Oscillator12 components and 15 connections.U1ARFRfRGRgVNv-VOUTvoRSRCSCVPv+RPRCPCOUTvoGND0 V
Wien-Bridge Oscillator

Arrastre una etiqueta de valor para cambiar ese componente. Haga clic en un cable para conectar una sonda.

Por qué una ganancia de 3

La red de Wien transmite exactamente una frecuencia sin desfase y con una ∣H(jω0)∣=13\lvert H(j\omega_0)\rvert=\tfrac13 de pérdida, por lo que el amplificador debe aportar una ganancia de 3 para cerrar el lazo y oscilar.

Sondas
Pruebe

Wien-oscillator animation en ejecución.

Traza causal de la señal pausado

Amplificar una perturbación El ruido en la entrada del operacional es la semilla; la ganancia del lazo decide si crece.

Paso 1 / 5 Amplificar una perturbación

Cuaderno: 12 componentes y 15 cables, modelados mediante lazo de segundo orden con limitación de amplitud

Laboratorio recomendado 9 de 18

Use la ganancia y la fase del lazo para predecir el arranque o decaimiento de la oscilación.

Se basa en: Filtro paso bajo RC dinámico

Prediga y después compruebe

Ajuste la ganancia justo por debajo de 33. ¿Qué ocurre con una pequeña perturbación en f0f_0?

Registre su predicción antes de que aparezca la explicación. Es una predicción, no una nota de examen.

Modelo que lo rige
f0=12πRC  ⋅  Aβ=1 (Barkhausen), gain =3f_0 = \dfrac{1}{2\pi RC} \;\cdot\; A\beta = 1 \text{ (Barkhausen), gain } = 3
Componentes
  • etapa de ganancia con amplificador operacional
  • puente RCRC en serie + derivación
  • ajuste de ganancia Rf/RgR_f/R_g
  • elemento limitador de amplitud
Límites del modelo
  • ganancia 2.82.8–3.23.2
  • f0f_0 a partir de RCRC
  • inicio de Hopf en ganancia =3=3
Reto de diagnóstico El fallo está oculto. Dedúzcalo primero a partir de los cambios en las salidas.