Njn,chtělo by to schopného pedagoga. Ty rozbory ,které jsi marně hledal,
na internetu jsou,ale týkají se vždy naprosto konkrétního zapojení. Uvědom si prosím,že v případě použití ideálních obvodových prvků po splnění oscilačních podmínek,tj. potřebné zesílení a správná fáze se obvod rozkmitá ( a to platí obecně ,i třeba pro LC oscilátory) ,ale amplituda kmitání na těchto podmínkách nezávisí ,ta je dána jen konkrétním zapojením včetně napájení. Nějaký obecný vztah pro výpočet amplitudy kmitání proto hledáš marně - neexistuje . Zapoj si Wienův můstek s operákem na prkýnku a napájej jej třeba +-3V. Amplituda kmitů bude o něco menší než 3V,záleží na vnitřní struktuře operáku (úbytky na tranzistorech). Pak zvedni napájení na +- 12V. Amplituda bude zase o něco menší než těch 12V . Pokud by to operák vydržel, tak když to budeš napájet +- 1 MV, bude ta amplituda téměř 1 MV. Takže se dá říci,že v tomto případě amplitudu určuje velikost napájecího napětí. Pak si sežeň jednu tunelovou diodu a zapoj si s ní jednoduchý LC oscilátor ( schemata snadno najdeš). Když se ti to rozkmitá, bude amplituda kmitů dána převážně charakteristikou tunelové diody a moc se to měnit nedá. Anebo si postav jednoduchý LED blikač z transistoru využívající průrazného napětí přechodu BE v inverzi ( cca 6-10V podle konkrétního kusu) a amplituda bude opět dána vlastnostmi toho tranzistoru,tj.průrazným napětím přechodu báze / emitor. A tak bychom si mohli probrat asi milion různých samokmitů všeho druhu a u každého si říci,proč bude amplituda kmitů asi xyz voltů. Tvoje hledání zobecnění chápu,ale je to asi stejný problém, jako když se třeba zeptám,jaké otáčky bude mít ss motorek,když se točí...... ( no a to je dáno konstrukcí motorku,třením,zátěží,napájecím napětím,teplotou,tlakem a vlhkostí ,vnějším magn.polem... a asi milionem dalších vlivů,z nichž většina je zanedbatelná a rozhoduje kromě vlastního motorku napájecí napětí a zátěž).
Tak hezké Vánoce.
Co určuje amplitudu Wienova oscilátoru?
Moderátor: Moderátoři
Ano, je to tak.
Každý oscilátor může kmitat jen tehdy, když jsou splněné podmínky pro udržení kmitů. Jenže, na to, aby kmity nasadily, potřebuješ mít součin zisku s činitelem vazby vyšší, než 1. To způsobí nárůst amplitudy kmitů, až potud, kdy narazí na nějaké fyzikální omezení, například na velikost napájecího napětí.
Tomu se ale musí zabránit kvůli minimálnímu zkreslení průběhu.
Každý oscilátor může kmitat jen tehdy, když jsou splněné podmínky pro udržení kmitů. Jenže, na to, aby kmity nasadily, potřebuješ mít součin zisku s činitelem vazby vyšší, než 1. To způsobí nárůst amplitudy kmitů, až potud, kdy narazí na nějaké fyzikální omezení, například na velikost napájecího napětí.
Tomu se ale musí zabránit kvůli minimálnímu zkreslení průběhu.
Můj laický pohled byl, že zesílení OZ nezávisí na úrovni napětí, jen na odporech ve zpětné vazbě. Ve výkladech osc. se vždycky řeší, proč a jak má být zesílení 3 - a tím rozbor končí. Nikde jsem nenašel ani jak nastavit úroveň obecně (pro danou topologii), ani jaká je v konkrétním zapojení (aplikace např. v KTE). Vycházelo mi z toho, že je to buď naprosto evidentní (což podle odpovědí zde asi není), nebo se to nedá nějak přesněji předpovědět, nebo to nikoho nezajímá (školní výklady oscilátoru).
Něco jiného je LC oscilátor, případně krystalový oscilátor, který kmitá od dorazu k dorazu, ale signál se odebírá z laděného obvodu s vysokým činitelem jakosti, ten už se o sinusovku postará. Jenže tohle je RC oscilátor.
Já nevím, mám to tu opakovat znovu?
Wienův článek, pokud jsou oba jeho odpory stejné a oba jeho kondenzátory zrovna tak, má na jediné frekvenci v uzlu právě 1/3 napětí přivedeného mezi jeho konce. Jednak je to nejvyšší napětí, které z něj jde dostat (na frekvencích vyšších nebo nižších, než odpovídají geometrickému průměru časových konstant obou RC obvodů, je napětí vždy menší), ale hlavně - má na této frekvenci nulový fázový posuv.
Abys udržel kmity, musíš signál zesílit právě třikrát.
Když budeš zvyšovat zesílení, při hodnotě 3 se ještě nic nestane, dokud se neobjeví na vstupu nějaký signál (třeba lupanec nebo prostě zapojení připojíš na napájení). V tom případě se signál objeví zesílený na výstupu a z něj se podélným (sériovým) RC členem Wienova článku dostane na příčný (paralelní) člen a současně na vstup zesilovače, ale zeslabený na třetinu.
Pokud je zesílení o chlup vyšší, než 3, bude s každým dalším kmitem na výstupu vyšší amplituda signálu, pochopitelně se bude zvyšovat i na vstupu, dokud nedojde k limitaci například konečným napájecím napětím.
Pokud to zesílení ručně ubereš, aby oscilátor nelimitoval, a dostaneš se pod hodnotu 3, bude každý kmit na výstupu o něco slabší, to se přenese na vstup a kmity zaniknou.
Máš pravdu, zesílení OZ se dá vnějšími prvky nastavit a při použití pasivních součástek bude teoreticky nezávislé na úrovni signálu. Ale věř mi, neexistuje tak stabilní zapojení, aby šlo něčím nastavit amplitudu ničím nezkresleného výstupního napětí parametricky, vždycky bude omezené nějakou nelinearitou, což se zase vylučuje s požadavkem na nezkreslený sinusový průběh. Když nastavíš zesílení vyšší, amplituda poroste do omezení, když nižší, kmity dříve nebo později zaniknou.
Prostě musíš to výstupní napětí hlídat, což se ti ručně nepovede. Takže nejlépe do zapojení zavést regulační smyčku, jejíž nelinearita není závislá na okamžité hodnotě napětí generovaného průběhu, ale musí záviset na některé globální hodnotě výstupního napětí - a je jedno, jestli budeš detekovat špičkovou, efektivní nebo střední hodnotu: u harmonického průběhu je mezi nimi vždy pevný vztah.
Já nevím, mám to tu opakovat znovu?
Wienův článek, pokud jsou oba jeho odpory stejné a oba jeho kondenzátory zrovna tak, má na jediné frekvenci v uzlu právě 1/3 napětí přivedeného mezi jeho konce. Jednak je to nejvyšší napětí, které z něj jde dostat (na frekvencích vyšších nebo nižších, než odpovídají geometrickému průměru časových konstant obou RC obvodů, je napětí vždy menší), ale hlavně - má na této frekvenci nulový fázový posuv.
Abys udržel kmity, musíš signál zesílit právě třikrát.
Když budeš zvyšovat zesílení, při hodnotě 3 se ještě nic nestane, dokud se neobjeví na vstupu nějaký signál (třeba lupanec nebo prostě zapojení připojíš na napájení). V tom případě se signál objeví zesílený na výstupu a z něj se podélným (sériovým) RC členem Wienova článku dostane na příčný (paralelní) člen a současně na vstup zesilovače, ale zeslabený na třetinu.
Pokud je zesílení o chlup vyšší, než 3, bude s každým dalším kmitem na výstupu vyšší amplituda signálu, pochopitelně se bude zvyšovat i na vstupu, dokud nedojde k limitaci například konečným napájecím napětím.
Pokud to zesílení ručně ubereš, aby oscilátor nelimitoval, a dostaneš se pod hodnotu 3, bude každý kmit na výstupu o něco slabší, to se přenese na vstup a kmity zaniknou.
Máš pravdu, zesílení OZ se dá vnějšími prvky nastavit a při použití pasivních součástek bude teoreticky nezávislé na úrovni signálu. Ale věř mi, neexistuje tak stabilní zapojení, aby šlo něčím nastavit amplitudu ničím nezkresleného výstupního napětí parametricky, vždycky bude omezené nějakou nelinearitou, což se zase vylučuje s požadavkem na nezkreslený sinusový průběh. Když nastavíš zesílení vyšší, amplituda poroste do omezení, když nižší, kmity dříve nebo později zaniknou.
Prostě musíš to výstupní napětí hlídat, což se ti ručně nepovede. Takže nejlépe do zapojení zavést regulační smyčku, jejíž nelinearita není závislá na okamžité hodnotě napětí generovaného průběhu, ale musí záviset na některé globální hodnotě výstupního napětí - a je jedno, jestli budeš detekovat špičkovou, efektivní nebo střední hodnotu: u harmonického průběhu je mezi nimi vždy pevný vztah.
Čaj pánové,
nechce náhodou tazatel vědět jak z toho udělat oscilátor s nastavitelnou amplitudou? Mám ten pocit, že ano.
Pak se ovšem postupuje tak, že oscilátor kmitá s nastavenou frekvencí ale konstantní amplitudou, za ním je zapojen oddělující stupeň, který teprve amplitudu dále upravuje. Nemýlím se?
nechce náhodou tazatel vědět jak z toho udělat oscilátor s nastavitelnou amplitudou? Mám ten pocit, že ano.
Pak se ovšem postupuje tak, že oscilátor kmitá s nastavenou frekvencí ale konstantní amplitudou, za ním je zapojen oddělující stupeň, který teprve amplitudu dále upravuje. Nemýlím se?
V podstatě ne, jen tím oddělovacím stupněm může být i obyčejný odporový dělič, potenciometr či kombinace obojího.
Jistě, že čím menší amplituda na výstupu oscilátoru, tím méně bude výstupní průběh zkreslený, ale to do jisté míry platí u zapojení s tranzistory v nesymetrickém zapojení. Operační zesilovač dovoluje zvýšit amplitudu i přes tři čtvrtiny možného rozkmitu na výstupu, aniž by se zkreslení začalo drasticky zvyšovat.
Když říkám "do jisté míry", mám tím na mysli, že je to věc kompromisu (ostatně jako vše v analogové technice): od určité velikosti amplitudy její zmenšování už čistší sinusovku nepřinese, naopak se začne uplatňovat šum zapojení, ať už přímo v oscilátoru nebo v zesilovacím stupni za ním. A, čím méně zesilovacích stupňů, tím méně různých rušivých napětí posbírá signál cestou.
Jistě, že čím menší amplituda na výstupu oscilátoru, tím méně bude výstupní průběh zkreslený, ale to do jisté míry platí u zapojení s tranzistory v nesymetrickém zapojení. Operační zesilovač dovoluje zvýšit amplitudu i přes tři čtvrtiny možného rozkmitu na výstupu, aniž by se zkreslení začalo drasticky zvyšovat.
Když říkám "do jisté míry", mám tím na mysli, že je to věc kompromisu (ostatně jako vše v analogové technice): od určité velikosti amplitudy její zmenšování už čistší sinusovku nepřinese, naopak se začne uplatňovat šum zapojení, ať už přímo v oscilátoru nebo v zesilovacím stupni za ním. A, čím méně zesilovacích stupňů, tím méně různých rušivých napětí posbírá signál cestou.
Těm, kdo si nevybírají odpovědi na soukromé zprávy, už příště neodpovím. Tak.
To jste ani v těch rozborech najít nemohl. Jestliže uvažujete pouze lineární prvky, tak teorie kmitání lineárního obvodu nedává odpověď ohledně amplitudy kmitů, jen ohledně frekvence a podmínky rozkmitání. Ideálně lineární obvod bude kmitat s danou frekvencí na jakékoliv amplitudě. Amplitudu kmitání lze stanovit pouze za přítomosti vhodné nelinearity v obvodu, například žárovky, jak to popsali kolegové přede mnou. Přesný výpočet vede na nelineární dif. rovnice většinou analyticky neřešitelné. Takže výpočet s dělá jen orientačně a konkrétní zapojení se pak doladí experimentálně. Jak takový prvek funguje v oscilátoru teoreticky můžete vidět v publikaciptl píše:Můj laický pohled byl, že zesílení OZ nezávisí na úrovni napětí, jen na odporech ve zpětné vazbě. Ve výkladech osc. se vždycky řeší, proč a jak má být zesílení 3 - a tím rozbor končí. Nikde jsem nenašel ani jak nastavit úroveň obecně (pro danou topologii), ani jaká je v konkrétním zapojení (aplikace např. v KTE).
V.Vachala, L.Křišťan: "Oscilátory a generátory", SNTL" 1974
strana 29-33.