Медленно затухающий осциллятор моста Вина

Я хочу построить резонатор, который медленно (~ 3 секунды) затухает без стабильных колебаний. Я безуспешно пытался использовать простую схему RLC - у меня максимальное время затухания ~ 1-2 мс; Итак, я обратил свое внимание на активные осцилляторы, в частности на осциллятор моста Вина, показанный ниже.

Если я поверну R4 до упора вправо, я получу стабильный прямоугольный сигнал на выходе; если я поворачиваю его влево, форма выходного сигнала становится все более и более синусоидальной и в какой-то момент становится нестабильной, затухая до тишины по прошествии некоторого времени после вызванного нажатием кнопки SW1 возмущения. Если я продолжу поворачивать R4 влево, время затухания уменьшится; кажется логичным, что если я хочу, чтобы время затухания составляло несколько секунд, мне нужно повернуть R4 вправо как раз до точки, где начинается колебание.

Это решение, однако, невозможно воплотить в реальных деталях, так как даже небольшое изменение сопротивления (из-за изменения температуры, например) снова поставит генератор на территорию стабильных колебаний, чего я хочу избежать любой ценой.

Итак, мои вопросы:

  1. Как можно изменить схему генератора моста Вина так, чтобы он медленно затухал без риска устойчивых колебаний?
  2. Есть ли лучший способ построить медленно затухающий резонатор?

Я ищу, если возможно , чисто аналоговое решение без катушек индуктивности и без «обмана» с использованием стабильного генератора и VCA для управления медленно затухающей амплитудой сигнала.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Это называется не винный мост, а винный мост ; назван в честь физика Макса Вина .
@Курд, опечатка. Английский не мой родной язык, не проверял его имя на английском.
Я был настолько потрясен названием Wein Bridge, что почувствовал себя здесь почти отчужденным и пошел в Google, чтобы увидеть эти новые изобретения с тех пор, как я покинул университет, действительно, Google даже показал статью о Wein Bridge, прямо сейчас читаю и вижу, что на самом деле это Wien Bridge. ... :-) В конце концов, электроника - это Искусство, и я думаю, что это одна из причин...
@ sx107: даже если бы английский был твоим родным языком, это не помогло бы тебе, потому что Вена - имя собственное.
Я не думаю, что вы можете сделать это чисто в электронном виде. Из ваших значений компонентов вы хотите около 1600 Гц, что означает около 4800 циклов, прежде чем он угаснет. Для этого вам, вероятно, понадобится механический резонатор и звукосниматель. Либо приклейте пьезоэлемент к камертону, либо ознакомьтесь с Википедией, чтобы узнать, как производятся электрические пианино Wurlitzer и/или Rhodes.

Ответы (3)

Точно так же, как невозможно реализовать линейную схему, имеющую ровно единичное усиление контура (установившееся колебание), проблема точно соответствовать коэффициенту усиления контура, равному 0,999 или около того. Я думаю, что «самый критический путь» - это точное соответствие требованиям по усилению для активной части схемы.

Таким образом, следующий подход может решить проблему: использование конфигурации генератора на основе усилителя с единичным коэффициентом усиления, который не требует резисторов (с допусками) в цепи обратной связи. Есть несколько альтернативных схем — начните поиск «генераторов с единичным коэффициентом усиления».

РЕДАКТИРОВАТЬ/ОБНОВИТЬ:

Возможно, лучшая и более надежная альтернатива:

Используйте классический осциллятор Вина и умножьте выходной сигнал на затухающий коэффициент усиления (ступенчатый отклик RC первого порядка) — например, на OTA. В этом случае затухающий сигнал используется для управления током Iabc, определяющим усиление, для OTA.

Как вы уже поняли, для повышения смехотворно низкой добротности RC-цепей до высоких значений (почти генерация) требуются очень стабильные компоненты и хорошо контролируемое усиление. Он требует многого, и стабильность является большой проблемой.

Начать с LC-резонатора было бы намного проще. Начиная с более высокой добротности, чем в RC-сетях, требуется меньшее усиление. Но "Л" ты не позволяешь.

Альтернативным резонатором может быть пьезоэлемент. Нет "Л". Начальная добротность в резонансе высока, что требует небольшого дополнительного усиления для увеличения времени затухания или подталкивания к генерации: для создания генератора обычно используется однотранзисторный усилительный элемент. Изменение номиналов резисторов должно позволить уменьшить коэффициент усиления до точки, при которой колебания затухают медленно. Единственным недостатком является то, что частота определяется физическими параметрами пьезоэлемента:
пьезо с полосой обратной связи

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Я сказал "если можно". Каким будет правильный способ построить его с использованием L-компонента?
@ sx107 Трудно найти действительно стабильную букву «L». «L» обычно устанавливает добротность LC-резонатора ... вам нужно начать с высокодобротной LC-резонансной схемы, минимизировав R, и повысить ее добротность с помощью каскада усиления с регенеративной обратной связью. Поиск цепей регенеративного приемника. Их каскад генератора спроектирован таким образом, чтобы его можно было плавно регулировать на краю колебаний, где вы хотите работать. Несмотря на это, они все еще суетливы, чтобы приспособиться.

@ sx107 @TimWescott Немного задержался, но без какой-либо информации о том, к какому применению должен подойти ваш затухающий осциллятор, мне нравится подход TimW. Итак, почему бы не купить подержанную электрогитару. Этот механический генератор легко ступенчато настраивается, имеет очень высокую добротность (время затухания 5 с и более) и может считываться электронным способом.

Медленно затухающий осциллятор моста Вина
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v