Wien-brug-oscillator
De schakeling uit dit artikel is een Wien-brug-oscillator die werkt met een asymmetrische voeding. Het aktieve gedeelte bestaat uit een goedkope en goed verkrijgbare power-opamp LM386 die asymmetrisch gevoed kan worden.
Normaal is een Wien-brug opgebouwd met twee RC-netwerken waarin identieke kondensatoren en weerstanden worden toegepast. De weerstanden worden vaak uitgevoerd als een vaste weerstand met daarmee in serie een regelbare weerstand. Door de regelbare weerstanden te koppelen, bijvoorbeeld door een stereo-potentiometer te gebruiken, kunnen de weerstanden in beide RC-kombinaties tegelijkertijd veranderd worden. Bij deze opzet is de amplitude op het brug-knooppunt 1/3 van de totale spanning over de brug. Staat op de uitgang van de gebruikte opamp een spanning van 3 V, dan staat op de ingang een signaal met een amplitude van 1 V. Omdat bij de gebruikte opamp de maximale ingangsspanning niet meer dan 0,4 V mag bedragen, is de demping met een faktor 3 eigenlijk te weinig. Bij een Wien-brug (zie figuur 2) is de spanningsoverdracht als volgt te berekenen:
De overdrachtsfaktor wordt kleiner indien men R1 en/of C2 groter maakt. De frekwentie waarbij de fase-draaiing 180° is, kan worden gevarieerd door in beide takken de weerstandswaarde of kapaciteit op identieke wijze aan te passen. Vandaar dat meestal gebruik gemaakt wordt van een stereo-potentiometer om de frekwentie te regelen. Omdat beide weerstanden even groot zijn, kan het beste de kapaciteitsverhouding aangepast worden als we de spanningsoverdracht willen veranderen. Een kapaciteitsverhouding van C2 = 10 × C1 geeft een demping met een faktor 12. Om er voor te zorgen dat de versterking van de gesloten lus eenmaal is, moet de versterker het signaal dan wel met een faktor 12 versterken. Dit is mogelijk door de verhouding tussen de komponenten R3, R5 en P1 goed te kiezen. Bij de gegeven dimensionering geldt voor de versterkingsfaktor A:
Voor de stabilisatie van de versterkingsfaktor is de klassieke oplossing gekozen waarbij twee dioden anti-parallel geschakeld in de terugkoppeling opgenomen zijn. Potentiometer P1 wordt zodanig ingesteld dat de uitgangsspanning sinusvormig is en niet vastloopt tegen de grenzen van de voedingsspanning. Met P2 is de frekwentie instelbaar tussen 150 Hz en 1500 Hz, hogere frekwenties zijn mogelijk door de waarden van de kondensatoren C1 en C2 aan te passen. De uitgang van de schakeling heeft geen problemen met belastingen van 50 Ω en hoger. De voedingsspanning (die gestabiliseerd moet zijn) mag liggen tussen 9 en 12 V. De opgenomen stroom bedraagt ongeveer 6 mA.
| R1,R2 | 1k |
| R3 | 4k7 |
| R4 | 10 Ω |
| R5 | 10 k |
| R6 | 47 Ω |
| Pl | 50-k-instelpotmeter |
| P2 | 10-k-stereo-potmeter, lineair |
| C1 | 33 n |
| C2 | 330 n |
| C3,C5 | 47 µ/16 V radiaal |
| C4 | 10 µ/16 V radiaal |
| C6 | 47 n |
| C7 | 100 µ/16 V radiaal |
| D1,D2 | 1N4148 |
| IC1 | LM386N-4 |