Oscillatore di Wien

 
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Materiale utilizzato utilizzato:

  • Un amplificatore operazionale TL081 alimentato con tensione duale

Oscillatore wien

  • 4 resistenze da: 3,9Kohm x 2 18Kohm x 1 12Kohm x 1 ed un trimmer da 10Kohm
  • 2 condensatori da 10 nF.1 logic LAB con la quale abbiamo alimentato il circuito
  • 1 oscilloscopio col quale abbiamo visualizzato l’uscita dell’oscillatore
  • 1 breadboard sulla quale abbiamo montato il circuito

L’ obiettivo di quest’esperienza è quello di costruire un oscillatore di Wien e di visualizzare l’uscita ed analizzandolatramite un oscilloscopio. Il nostro oscillatore deve lavorare ad una frequenza di 4Khz.

Sapendo che:

TAU = R*C=1/(2*3,14*F0)=40 microsecondi dove F0 è la frequenza di oscillazione,

possiamo calcolarci i valori delle resistenze R dando a C un valore qualsiasi che nel nostro caso è 10nf , R = TAU/C=3,9Kohm.

Successivamente ci calcoliamo i valori delle resistenze R1 ed R2 che serviranno a far funzionare l’operazionale come un amplificatore non invertente, e per farlo utilizziamo le condizioni di BARKAUSEN le quali pongono: R2=2R1-(R3/2) dove R3 è il trimmer collegato in serie con la resistenza R2.

E detto ciò poniamo R1=12Kohm R3=10Kohm ed R2 =(12000*2)/(10000/2)=18Kohm

Fatto ciò abbiamo colleghiamo il piedino 3 dell’operazionale(Vout) all’ingresso del nostro oscilloscopio e vediamo come varia il segnale d’uscita in funzione del trimmer.

Effettuiamo 3 misurazioni:

  1. Una con R3 messo al valore massimo che idealmente era 10Kohm ma realmente era 11,11 Kohm.
  2. Una   con   R3 messo al valore   di 2,06 Kohm.
  3. Una   con   R3 messo al valore   inferiore a 2,06 Kohm.

Wien

Nel primo caso vediamo che il segnale d’uscita non assomiglia affatto ad un onda sinusoidale ma sembra un’onda quadra con un periodo T pari a 0,27 millisecondi e con frequenza pari a 3703 hz.(Divisione del periodo = 5,4 e Scala = 50 microsecondi)L’ampiezza era di +-11V(Divisione della tensione = 4,4 e Scala = 5Volt).

Nel secondo caso riusciremo a visualizzare sull’oscilloscopio una sinusoide quadra con un periodo T pari a 0,235 millisecondi e con frequenza pari a 4255 hz.(Divisione del periodo = 4,7 e Scala = 50 microsecondi)L’ampiezza era di +-10,5V(Divisione della tensione = 4,2 e Scala = 5Volt).

Nel terzo caso invece abbiamo una tensione di 0V.

Detto ciò possiamo dire che se aumentiamo la tensione di alimentazione del circuito l’oscillatore tenderà meno ad andare in saturazione.

Inoltre abbiamo scelto un trimmer invece di un potenziometro perché esso ci permette di variare il suo valore con molta precisione, permettendoci di vedere come il segnale d’uscita cambi in funzione del valore della serie tra R2 ed R3.

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