Oscilador de puente Wien basado en transistores

He estado estudiando el esquema de este puente RLC de Heathkit (IB-5281). El pdf completo se puede encontrar aquí (busque el número de pieza): http://www.vintage-radio.info/heathkit .

El circuito contiene una fuente de CA para impulsar el puente, que es básicamente un oscilador JFET Wien Bridge con frecuencias de oscilación seleccionables. A continuación se muestra una versión especiada del circuito (para 1 KHz):ingrese la descripción de la imagen aquí

Reconozco la mayoría de las piezas constitutivas: el filtro de bajos de banda, el amplificador de voltaje y el seguidor push-pull, etc. Pero tengo algunas preguntas:

1) ¿El propósito de la retroalimentación a través de R7 es presentar una señal de cambio de fase cero a la fuente del jfet para "seleccionar" la frecuencia resonante (similar a cómo funciona la versión del amplificador operacional)? ¿Cómo funciona exactamente este mecanismo?

2) ¿Qué hace exactamente la sección en el cuadro rojo? Mi sensación es que actúa como una resistencia variable (que opera el jfet en su región lineal) y extrae más corriente a través de la fuente J1 en medias ondas positivas, lo que proporciona retroalimentación negativa para controlar la ganancia, pero eso es solo una suposición. No tengo ni idea de D3, C5 y C6.

Gracias.

¿Qué frecuencia máxima obtienes de este circuito?
Como se describe en el manual del RLC Bridge (ver enlace en cuestión), el oscilador puede seleccionarse para funcionar a 100 KHz (R=4k3; C=330pF). En cuanto a qué tan bien formada está la onda sinusoidal a esta frecuencia, no tengo idea (tenga en cuenta que elegí diferentes partes para la simulación, de acuerdo con lo que realmente tengo en mi equipo). Planeo construir y probar en algún momento, si llegas allí primero, avísame cómo te fue.

Respuestas (1)

J1 y Q1 proporcionan una ganancia de voltaje que está amortiguada por el circuito que contiene Q2 y Q3. R7 proporciona retroalimentación para regular la ganancia de voltaje; la ganancia es de aproximadamente (R6+R7)/(R6 + R13+JFET+...).

El circuito en el cuadro rojo regula la amplitud de salida. D3 y C6 (pico) lo rectifican y, a medida que aumenta la amplitud, C5 se carga cada vez más negativamente. Esto hace que la puerta del JFET sea más negativa y se apaga, por lo que (porque está en el denominador de la ecuación de ganancia) disminuye la ganancia. La ganancia se estabiliza en algún punto (difícil de determinar).

C4 y R17 (especialmente) brindan algunos comentarios específicos para hacer que la 'resistencia' JFET sea más lineal con el voltaje de drenaje; por ejemplo, vea esto Vishay linearize JFET http://www.vishay.com/docs/70598/70598.pdf . Esto mantiene la distorsión general baja (más).

¡No estoy seguro de lo que tienes para R18!

¡Salud, tendré que digerir todo eso! R18 era solo una resistencia ficticia para probar la fuente de corriente de J2.
¿Cómo calculó la ganancia y, en particular, por qué aparece R7 en el numerador? ¿Supongo que R8/R2 juega un papel en la determinación de la ganancia general (asegurando que Vout> 3)?
Además, ahora puedo ver que (gracias a la retroalimentación a través de R7 con la corriente de hundimiento Q3) obtienes excursiones de voltaje negativo en la parte superior de R13. Sin embargo, lo que noto es que C5 se carga menos negativamente durante la parte positiva del ciclo, lo que debería hacer que J2 se encienda más, ¿verdad? C5 finalmente se descarga a través de D3 en la parte inferior del ciclo negativo (ya que el voltaje en la parte superior de R16 es más negativo por el voltaje directo del diodo).
Disculpas, una pregunta más: ¿cómo se "elige" la frecuencia resonante? ¿Es simplemente que tiene la amplitud más alta y otras frecuencias de compensación de fase no logran que la ganancia sea > 1 criterio?
Ganancia: piense en J1 como un seguidor de emisor e ignore R3. La retroalimentación hará que la unión de R7 y R6 esté aproximadamente al umbral V de J1 lejos del voltaje de entrada (en su puerta). Entonces VOUT*R6/(R7+R6) = VIN. Tenga en cuenta que esto es ganancia de CA: también hay algunas compensaciones de CC (VTH de J1, por ejemplo, corriente de polarización en R3, etc.). C5 se carga a los picos negativos de cada ciclo (-caída de diodo). Es la magnitud de este pico negativo lo que se regula. La frecuencia de resonancia es donde el cambio de fase a través del puente (R9, C1, R10, C2) es de 0 grados (+/- algunos pequeños "errores" en la fase a través del búfer).
Debo decir que me tomó un poco de tiempo asimilar lo que decías sobre la ganancia, pero ahora tiene mucho sentido. Entonces, si asumimos que R13 y J2 (en paralelo) juntos hacen Rg solo para mantener las cosas simples y siguiendo su razonamiento de que la V en la parte superior de R6 es en realidad Vin, termino con la siguiente expresión de ganancia (basada en el voltaje divisor como sugirió): R6 + R7 + Rg / R6 + Rg.
Lo interesante es que Rg termina tanto en el numerador como en el denominador. tengo eso bien?? Si asumimos que Rg es cero, entonces la ganancia general es > 6. Entonces, a medida que Rg se reduce, la ganancia aumenta. Eso es más o menos lo que noté en especias.
Oscilador de puente Wien basado en transistores
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