Oscilador que decae lentamente del puente de Wien

Quiero construir un resonador que decaiga lentamente (~3 segundos) sin una oscilación estable. Intenté usar un circuito RLC simple sin suerte: tengo un tiempo de caída de ~ 1-2 ms como máximo; por lo tanto, he centrado mi atención en los osciladores activos, particularmente en el oscilador de puente de Wien que se muestra a continuación.

Si giro el R4 completamente hacia la derecha, obtengo una salida de onda cuadrada estable; si lo giro hacia la izquierda, la forma de salida se vuelve cada vez más sinusoidal y en algún momento se vuelve inestable, decayendo al silencio después de que haya pasado un tiempo después de una perturbación inducida presionando el botón SW1. Si sigo girando el R4 hacia la izquierda, el tiempo de decaimiento disminuye; parece lógico que si quiero un tiempo de caída de varios segundos, entonces necesito girar el R4 justo hasta el punto donde comienza la oscilación.

Esta solución, sin embargo, es imposible de plasmar en piezas reales, ya que incluso un pequeño cambio en la resistencia (debido al cambio de temperatura, por ejemplo) volverá a poner al oscilador en el territorio de oscilación estable, lo que quiero evitar a toda costa.

Entonces, mis preguntas son:

  1. ¿Cómo se puede modificar el esquema del oscilador del puente de Wien para que decaiga lentamente sin el riesgo de una oscilación estable?
  2. ¿Hay una mejor manera de construir un resonador que decae lentamente?

Estoy buscando, si es posible , una solución puramente analógica sin inductores y sin "trampas" mediante el uso de un oscilador estable y un VCA para controlar la amplitud de la señal que decae lentamente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

No se llama wein bridge sino W ie n bridge; lleva el nombre del físico Max Wien .
@Cuajada, error tipográfico. El inglés no es mi idioma nativo, no verifiqué su nombre en inglés.
Me sorprendió tanto el nombre Wein Bridge, que me sentí casi alienado aquí, y busqué en Google para ver esos nuevos inventos desde que dejé la universidad, de hecho, Google incluso mostró un artículo sobre el puente Wein, ahora mismo estoy leyendo y veo que en realidad es un Wien Bridge. ... :-) Después de todo, la electrónica es un arte, y esa es parte de la razón por la que creo...
@ sx107: incluso si el inglés fuera su idioma nativo, no lo ayudaría porque Wien es un nombre propio.
No creo que puedas hacer esto de forma puramente electrónica. De los valores de sus componentes, desea alrededor de 1600 Hz, lo que significa alrededor de 4800 ciclos antes de que se apague. Para eso, probablemente quieras un resonador mecánico y algún tipo de pastilla. Pegue un elemento piezoeléctrico a un diapasón o consulte Wikipedia para obtener información sobre cómo se fabrican los pianos eléctricos Wurlitzer y/o Rhodes.

Respuestas (3)

Al igual que no es posible realizar un circuito lineal que tenga una ganancia de bucle exactamente unitaria (oscilación de estado estable), es un problema cumplir exactamente con una ganancia de bucle de 0,999 más o menos. Creo que el "camino más crítico" es cumplir exactamente con los requisitos de ganancia para la parte activa del circuito.

Por lo tanto, el siguiente enfoque podría resolver el problema: el uso de una configuración de oscilador basada en un amplificador de ganancia unitaria que no necesita resistencias (con tolerancias) en la ruta de retroalimentación. Hay algunas alternativas de circuito: inicie una búsqueda de "osciladores de ganancia unitaria".

EDITAR/ACTUALIZAR:

Quizás una alternativa mejor y más confiable:

Use un oscilador Wien clásico y multiplique la salida con un factor de ganancia decreciente (respuesta de paso RC de primer orden), por ejemplo, con una OTA. En este caso, la señal decreciente se usa para impulsar la corriente Iabc que determina la ganancia para la OTA.

Como ha descubierto, aumentar la Q ridículamente baja de los circuitos RC hasta valores altos (casi oscilación) requiere componentes muy estables y una ganancia bien controlada. Es mucho pedir, y la estabilidad es un gran problema.

Comenzar con un resonador LC sería mucho más fácil. Comenzar con una Q más alta que las redes RC significa que se necesita menos ganancia. Pero "L" no lo permites.

Un resonador alternativo podría ser un elemento piezoeléctrico. Sin "L". Comenzar Q en resonancia es alto, lo que requiere poca ganancia adicional para extender el tiempo de caída o empujar a la oscilación: un elemento de ganancia de un transistor generalmente se usa para hacer un oscilador. Cambiar los valores de la resistencia debería permitir que la ganancia se reduzca hasta el punto en que las oscilaciones decaigan lentamente. El único inconveniente es que la frecuencia está determinada por parámetros físicos piezoeléctricos:
piezoeléctrico con tira de retroalimentación

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Dije "si es posible". ¿Cuál sería la forma correcta de construirlo usando un componente L?
@ sx107 Es difícil encontrar una "L" que sea realmente estable. La "L" por lo general establece la Q de un resonador LC... desearía comenzar con un circuito resonante LC de alta Q minimizando R y aumentar su Q con una etapa de ganancia con retroalimentación regenerativa. Búsqueda de circuitos receptores regenerativos. Su etapa de oscilador está diseñada para ajustarse suavemente en el borde de la oscilación donde desea operar. Aun así, todavía son quisquillosos para ajustar.

@ sx107 @TimWescott Un poco retrasado, pero, sin ninguna información sobre a qué aplicación deberá ajustarse su oscilador en descomposición, me gusta el enfoque de TimW. Entonces, ¿por qué no comprar una guitarra eléctrica de segunda mano? Este oscilador mecánico se puede sintonizar fácilmente por pasos, tiene un factor Q muy alto (tiempos de caída de 5 s o más) y se puede leer electrónicamente.

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