1. NỘI DUNG:
1.1.3.1 Bộ tạo dao động cầu Wien cơ bản:
1) Mục đích:
Điều kiện cho sự dao động của bộ dao động cầu Wien
Sự cần thiết phải kiểm soát biên độ của bộ dao động cầu Wien.
2) Bài thực hành:
a) Bài thực hành 1: Mạch dao động cầu Wien đơn giản
Trong bài thực hành này, bộ khuyếch đại hoạt động được cung cấp với một mạng hồi tiếp âm đơn giản, mạng này cho phép điều chỉnh độ khuyếch đại của nó trong một giới hạn hẹp.
Tiếp theo, cực dương, mạng hồi tiếp gắn vào nửa cầu Wien, bao gồm R và C mắc nối tiếp và song song nhau.
Hồi tiếp dương có độ dịch pha 0 tại 1 tần số duy nhất. Nó đc chỉ ra trong lí thuyết rằng cả độ dịch pha 0 và 1 giá trị riêng của độ khuyêch đại đều cần thiết để duy trì thiết bị dao động
Bạn thấy rằng, khuếch đại quá mức làm cho thiết bị tạo dao động tiến đến gần giá trị giới hạn bằng với dao động đầu ra của bộ khuyếch đại.
Bạn cần cẩn thận khi điều chỉnh lại để nhìn sự dao động là sít sát nhau và giảm xuống.
Cần chú ý rằng máy đo tần số có thể ở mức cao hoặc bất ổn định trước khi giảm xuống 0 Hz. Đây là tính chất đặc trưng của máy đo tần số khi tín hiệu giảm tới mức nó không thể phân biệt với tiếng ồn.
Thực hiện :
R5 có thể điều chỉnh được để điều khiển độ khuếch đại biên độ.
Đặt Gain Control ở mức cao nhất. Nhìn vào dạng sóng tại cả 2 điểm kiểm trên màn hình. Quan sát thấy sự lặp lại thay đổi không đáng kể, có thể ngừng hoặc bắt đầu dao động.
Nhận xét:
Biên độ của sóng hình sin tại điểm 2 nếu vượt quá mức cho phép sẽ bị cắt gọt khi đến điểm 3 trên màn hình.
Điều khiển Gain Control thì nhận thấy biên độ của tín hiệu không ổn định, sự tăng giảm của biên độ không tỷ lệ với mức điều khiển Gain Control.
Nếu điều khiển độ lợi ở giữa thì tín hiệu cĩ dạng hình sin đẹp nhất, nếu điều chỉnh độ lợi về max thì tín hiệu bị gọt cịn ở min thì tín hiệu bằng 0.
Trong bài này thực hành về máy tạo dao động cầu Wien cơ bản, bạn đã biết tại sao nếu độ khuếch đại là rất nhỏ, bên dưới giá trị yêu cầu của sự dao động thì máy tạo dao động lại ngừng làm việc.
Trong bài thực hành này,sự dao động xuất hiện trong các hệ thống hữu tuyến sẽ không chỉ tăng đều hay giảm đều. Một giá trị khuếch đại chính xác không thể đạt được do dung sai thành phần và biến thiên thành phần với nhiệt độ và thời kỳ.
Biểu đồ cho thấy hướng hồi tiếp âm được điều chỉnh bởi 1 hướng khác có chứa 1 đôi đi-ốt đấu lưng. Chúng dẫn điện không đáng kể cho đến khi điện thể qua chúng vào khoảng 0.6-0.7V. Nhưng khi 1 dòng điện đã bắt đầu chạy, điện thế sẽ chỉ tăng lên không đáng kể.
Tưởng tượng rằng, với các diot không dẫn điện, hồi tiếp âm đặt độ khuếch đại cao hơn 1 chút so với cần thiết cho sự dao động. Sự dao động sẽ bắt đầu buils up.
Khi biên độ đạt tới 0.7V diode sẽ bắt đầu dẫn điện, tăng hồi tiếp âm. Hồi tiếp âm nhiều hơn xảy ra sẽ làm giảm độ khuếch đại. Đây sẽ là 1 biên độ đúng cho độ khuếch đại để sự duy trì sự dao động. Bất kì sự biến thiên nào của biên độ cũng sẽ làm thay đổi độ khuếch đại dẫn đến việc fai giữ cho biên độ ổn định.
Trong bài này, phần cứng giống như trong thiết bị dao động cầu Wien, ngoài ra có thêm hường hồi tiếp âm, bao gồm các điôt đấu lưng nhau.
Thực hiện :
Bắt đầu với Gain Control tại giá trị lớn nhất. Nhìn các dạng sóng tại các điểm kiểm tra, trong khi thay đổi độ khuếch đại. Quan sát cẩn thận bất kỳ sự khác biệt nào giữa ảnh hưởng của việc điều khiển độ khuếch đại trong bài thực hành này so với bài thực hành máy tạo sóng cầu Wien cơ bản.
Nhận xét:
Biên độ tín hiệu ổn định hơn khi trong mạch có bộ ổn định, nó tăng giảm từ từ, tỷ lệ với mức điều chỉnh Gain Control.
c) Bài thực hành 3: Những thay đổi từ tiêu chuẩn:
Phần thực hành này cung cấp 1 cách đơn giản để chỉ ra rằng 1 thiết bị dao động cầu Wien có thể có sự khác biệt giữa giá trị R, C.
Trong phần thực hành này, phần cứng giống như trong bài thực hành bộ ổn định biên độ, ngoại trừ các giá trị R2 và R4 được gia tăng
Thực hiện:
Điều chỉnh Gain Control để tạo ra một dao động hình sin ổn định, sau đó, sử dụng máy hiện dao động lớn, xác định độ khuếch đại của máy khuếch đại từ điểm đầu vào dương cho đến điểm đầu ra.
Nhận xét:
Ta sẽ tìm ra kết quả khác từ giá trị của điểm 3 được đưa ra trong lý thuyết Wien Bridge Oscillator. Đó không phải bởi lý thuyết này không đúng mà là vì mạch không dài hơn tương ứng với các giả định của lý thuyết Wien Bridge Oscillator.