Здравствуйте мои уважаемые читатели!
Продолжаем разбираться с мостом Вина…
Вспоминаем слова из песни В. Высоцкого: « Чему нас учит семья и школа! И если б …» И начнём с того, что посмотрим, чему учит наших студентов Высшая школа на просторах интернета…
Основная задача Высшей школы учить будущих специалистов знаниям по специальности! Но! Что есть на самом деле?
Забиваем в поисковике: - расчёт чего-то ( в нашем случае – это мост Вина ), а что в итоге получаем? Правильно! Предложение за деньги получить результат, считать самому не надо! Но это ещё не самое плохое! Самое главное то, что такие сайты ( специальные учебные ) предлагают материал с подробным описанием, со схемами и формулами… Вот такую схему предлагает первый сайт
Рис. 1. Схема моста Вина с характеристиками.
Сразу видно, что операционный усилитель подключен НЕПРАВИЛЬНО!!! Возможно, схема и загенерирует, только не понятен результат на выходе… Смотрим следующий сайт
Рис. 2. И здесь та же схема и те же характеристики!
Два сайта «родные братья!!! Ошибка подключения ОУ такая же! Только адреса в интернете разные, но это для массовости! Какой-то, но найдёт ленивого студента…
Смотрим третий сайт
Рис. 3. Схема генератора с мостом Вина на ОУ.
Смотрим внимательно на схему – ошибок нет? Мало кто догадается, в чём ошибка. Очень правильная схема, здесь уже предусмотрена стабилизация по ООС. Два диода выполняют эту задачу по стабилизации, но почему там стоят стабилитроны? Кто сможет ответить на этот вопрос? Жду Ваше мнение в комментариях, но и сам попытаюсь на это ответить, а вначале короткое извлечение из сайта с их пояснениями…
И как пишет сайт, оно возрастает до напряжения стабилизации стабилитронов!
Смотрим подробнее на включение стабилитронов
Рис. 4. Схема встречно-параллельного включения стабилитронов.
Вспоминаем, что написано в выдержке про работу стабилитронов в этой схеме: при нарастании напряжения до величины напряжения «пробоя» стабилитрона, напряжение нарастает линейно, а при «пробое» стабилитрона Uвых, остаётся равным напряжению Uст.
Вопрос к моим читателям: - до какой величины необходимо «разогнать» ток через стабилитрон D1 чтобы падение напряжения на этом стабилитроне, включенном в прямом направлении, достигло величины открывания второго стабилитрона? Совершенно верно! Такой тока получить нельзя!!! Стабилитрон D1 должен испариться и только тогда напряжение начнёт нарастать на стабилитроне D2!
Очень «интересная» была задумка, но только в голове автора этой схемы, а если ещё и посмотреть какую формулу он приводит, можно понять, что это за «специалист»
Кто из моих читателей сможет пояснить как получен результат 10,67В в этой формуле? Я не смог!!!
Как же автору пришла в голову такая идея? Всё очень просто – во многих схемах на просторах интернета была показана такая цепочка, но на встречно-параллельных диодах
Рис. 5. Встречно-параллельные диоды в цепи ООС.
Но здесь диоды начинают открываться при малом напряжении, а хочется применить стабилитрон, для «пущей» стабилизации!
Возможно ли такое? Очень даже возможно, при условии, что диод открывается после определённого напряжения ( напряжения стабилизации ), а при обратном напряжении диод закрыт!
Вопрос:- какой же из диодов может такое обеспечить? Совершенно верно – это светодиод! Напряжение «зажигания» светодиода больше двух вольт и его в некоторых схемах применяют в качестве стабилитрона. Надо отметить, что стабилизация не самая качественная по сравнению с настоящим стабилитроном, но иногда и этого достаточно!!!
И вот на просторах интернета нашел я такую схему, а по ней уже открыл сайт… Сайт оказался очень интересный и подробный. Оформлен очень качественно и красиво! И автор очень подробно всё рассказал и пояснил. Не буду «выдергивать» из него схемы и формулы, хочу просто отметить, что автор забраковал светодиоды в цепи ООС
Читаем внимательно сайт
А причина отказа от применения светодиодов в качестве стабилитронов оказалась очень простая, и автор показал осциллограмму сигнала со светодиодами – смотрим в сайте картину на осциллографе…
Передний фронт синусоиды ( если его можно назвать фронтом…) очень крутой. Автор это отметил, только не рассказал о причине из-за которой это происходит и здесь все можно пояснить величиной ООС. Пока светодиод не открылся, ООС минимальная и сигнал нарастает очень быстро и только когда светодиод открывается ООС возрастает. После формирования верхней части синусоиды формируется спад. Поэтому автор и отказался от светодиодов и применил диоды «4148». Оказалось, что ООС должна быть всегда, не кусками!
Теперь немного о самой ООС. Приведу только одну ошибку, но она встречается у многих «авторов»
Рис. 6. Правильная схема, но…
Ищем ошибку! Смотрим внимательно на номинал резисторов R3 и R4 – номиналы должны отличаться в два раза, а здесь отличаются в три раза, и есть в других схемах разница четыре раза. В таких схемах на выходе получаем трапецию вместо синусоиды.
Но ещё раз вернёмся к стабилитрону и рассмотрим учебное пособие изданное в МАИ. Московский Авиационный Институт очень уважаемое учебное заведение. Я так же высокого мнения о МАИ ( сам авиатор в молодости , но не летчик ).
Рассмотрим схему из учебного пособия
Рис. 7. Две схемы генератора.
Оба генератора на одну частоту и отличаются только дополнительными диодами во второй схеме. И выполнены, по схеме из журнала «РАДИО»
И как же быть с резким нарастанием сигнала до «пробоя» стабилитрона? Оставляем этот вопрос на обсуждение моим читателям, но для полного понимания приведу выдержку из пособия МАИ
С первой схемой всё понятно – амплитуда сигнала 1В, искажения 0,5%, а вот со второй схемой очень не понятно! Как работают стабилитрон и диодный мост, если выходное напряжение 0,8В. Чтобы стабилитрон КС139А открылся ( а это 3,9В ) плюс падение на двух диодах ( в зависимости от фазы синусоиды ) – это уже больше чем 4В. Вопрос к моим читателям: - как такое возможно? Искажения сигнала обещают минимальные…
И теперь рассмотрим комментарии читателей по первому материалу о «подводных камнях»
Были очень интересные комментарии и читатели поделились секретами, и такие секреты дорого стоят!!! Спасибо за комментарии!!!
И вот первый комментарий, очень интересный
Надеюсь, что мои читатели догадались как включен конденсатор переменной ёмкости ( КПЕ ). Соответствующим образом соотношение величины резисторов изменено – они не равны, а отличаются в два раза! Много читал по мост Вина и много генераторов сделал, но вот применить трёхсекционный в таком включении не догадался. Применение КПЕ требует тщательной экранировке, даже при макетировании, но параметры полученные автором комментария порадовали! Беру себе в блокнот для испытаний! Исследования автора по поводу нелинейного элемента в цепи ООС, так же считаю очень полезными. Я всегда ставлю лампочки, и они не подводили! Время установки амплитуды при перестройке не измерял, но при перестройке частоты на осциллографе заметно как устанавливается амплитуда.
Спасибо читателю за комментарий!
Следующий комментарий не про мост Вина, но он так же очень полезен
И этот комментарий, а точнее упоминание, про генератор на фазовращателях просто порадовал! Применить оптроны в качестве перемененных резисторов гениальное решение. Засветить два фоторезистора одной лампочкой и всё решение вопроса!!! Представляю, какие трудности были при реализации – как одной лампочкой одинаково осветить два фоторезистора. И после всех операций ещё и ввести в генератор режим ГКЧ = это вообще супер. Для тех радиолюбителей кто занимается НЧ-техникой, ГКЧ с диапазоном 13 Гц – 32 кГц будет хорошим подспорьем!
И этот комментарий в блокнот! Буду испытывать. Резисторы, правда, китайские, но зато их много!!!
Тёзка, спасибо!!!
Следующий комментарий
Вот ещё один генератор и не на операционном усилителе, а на простых СОВЕТСКИХ ТРАНЗИСТОРАХ! Рабочая схема проверена Валерием и оправдала своё назначение!
Вот схема, добавленная в комментарий
Схема простая, с блоком питания. Самый интересный ( для меня! ) узел – это стабилизация ООС на термисторе. А чем отличается термистор от лампочки накаливания? Ничем не отличается – лампочка светит, единственное отличие!
Увеличил фрагмент схемы, чтобы лучше было видно
На схеме указан Т9Е, а Валерий применил ТП2/0,5. Применима ли здесь лампочка, утверждать не буду, но в блокнот взял на заметку.
Сейчас мегаОмные резисторы из Китая получить не проблема, а вот в 70-х годах приходилось побегать в поисках! Как пишет Валерий, потребовалось точно подгонять ( составлять из нескольких ), но это не является проблемой в настоящее время!
Валерий, спасибо!!!
И теперь о не равенстве конденсаторов и резисторов, входящих в мост Вина. Разброс номиналов всегда существует, а применять особоточные радиоэлементы – они дорогие и найти их очень трудно. Поэтому приходится улучшать ООС и вот одна из схем генератора с мостом Вина, где постарались убрать такое влияние
Рис. 8. Генератор с мостом Вина с сайта для юных радиолюбителей.
Этот генератор практически повторяет схему классического генератора на ОУ, но вместо переключателя множителя на два направления, здесь применили переключатель на четыре направления. И эти дополнительные направления помогают изменить ООС ( S1.1 ) и уравнять неточность номиналов конденсаторов и резисторов ( S1.3 ).
Вот, примерно, так выглядят основные нюансы при построении генератора с мостом Вина, но если учесть большинство «секретов», получится очень хороший и качественный генератор.
А в заключении хочу привести выдержки из зарубежного сайта про этот генератор
Вот такой простой генератор с мостом Вина – большое поле деятельности при изучении электроники. Можно проводить большое количество опытов, что будет способствовать накоплению знаний в такой непростой электронике…
Пишите, комментируйте, делитесь секретами, и начинающие радиолюбители будут Вам очень благодарны.
Берегите себя!!! Не болейте!!!
Желаю всем чистого и мирного неба над головой!!!
