Generator de Semnal cu Punte Wien

Scopul acestei lucrari este proiectarea unui generator de semnal sinusoidal pentru domeniul de audiofrecventa.

I. Prezentare generala

Generatorul este format din urmatoarele blocuri:

 un oscilator realizat cu un circuit Amplificator Operational având frecventa reglabila în trepte si fin între 30Hz si 28KHz.

 un etaj buffer care permite reglarea amplitudinii semnalului in trepte si fin între 3mV si 4V pe o sarcina considerata pur rezistiva si de valoare RL=50©

 o sursa de alimentare stabilizata care alimenteaza Amplificatorul Operational cu o tensiune bipolara ±10V si etajul buffer.

Fig. 1. Schema bloc a generatorului de semnal sinusoidal

II. Oscilatorul

II.1. Amplificatorul Operational

Circuitul principal al generatorului este oscilatorul realizat cu amplificatorul operational cu reactie negativa. Amplificatorul operational are doua intrari: una inversoare, notata pe schema cu -, si una neinversoare notata pe schema cu +. La iesirea amplificatorului se va regasi diferenta semnalelor de la intrare, amplificata:

Uies= A(Uin+-Uin-)

Unde:

Uies este tensiunea la iesirea amplificatorului

Uin+ tensiunea la borna neinversoare

Uin- tensiunea la borna inversoare

A amplificarea A.O.

Amplificatorul operational este de tip UA741CN, produs de ST Microeletronics în capsula DIP cu 8 pini, având urmatorii parametri mai importanti:

Simbol Parametru Valoare U.m.

Min. Tip. Max.

VCC Tensiunea de alimetare ±22 V

Vid Tensiunea de intrare diferentiala ±30 V

Vi Tensiunea de intrare ±15 V

Ptot Puterea disipata 500 mW

Toper Temperatura de operare 0 +70 °C

Avd Amplificarea de semnal mare

Vo=±10V, RL=2K©, Tamb=+25°C 50 200 V/mV

ICC Curentul de alimentare

fara sarcina, Tamb=+25°C 1,7 2,8 mA

IOS Curentul de iesire în scurt circuit 10 25 40 mA

Ri Rezistenta de intrare 0,3 2 M©

Ro Rezistenta de iesire f=20KHz 2 ©

II.2. Reactia pozitiva

Oscilatorul este format din Amplificatorul Operational cu reactie negativa si un circuit de reactie pozitiva, în functie de care sunt amplificate semnalele cu anumite frecvente, iar altele sunt atenuate.

Exista mai multe tipuri de circuite folosite în reactia pozitiva, dintre aceste vom aminti doar 3, din care vom alege una pentru realizarea proiectului. Aceste circuite lasa sa treaca semnale cu frecventa numai într-o anumita banda de frecventa, de aceea se mai numesc si filtre trece banda, si nu introduc nici o defazare semnalului.

Pentru aceste circuite de o importanta deosebita sunt expresiile functiei de transfer ²(É) si frecventa de lucru. Si defazarea este importanta, insa asa cum am precizat defazarea în cazul acestor circuite este nula, fiind folosite pe intrarea neinversoare a amplificatorului operational, care deci nu introduce nici el defazare. Exista si circuite formate din celule care au rol de filtru trece jos sau trece sus  lasa sa treaca semnalele cu frecventa mai mica, respectiv mai mare decât frecventa de lucru , care introduc o defazare de 180° si care se conecteaza pe intrarea inversoare a amplificatorului, astfel încât cu defazarea suplimentara de 180° introdusa de amplificator, la iesire semnalul sa fie în faza cu semnalul de la intrare.

Functia de transfer este definita ca raportul dintre tensiunea de la iesirea si tensiunea de la intrarea circuitului , în timp ce frecventa de lucru este definita, în cazul filtrelor trece banda, drept frecventa la care functia de transfer are un maxim global.