מתנד גשר ווין

תכנון ובנייה של מתנד סינוסאוידאלי בתדר גבוהה

מתנד גשר ווין

המתנד ומאפייניו :

מתנדים   הם  מעגלים  אלקטרוניים  שבעזרתם  הופכים  אנרגית  זרם  ישר, המתקבל  מספקי- כוח, להספק  זרם  חילופין,  ללא  עזרת  אות  מבוא  חיצוני.  מעגלי  מתנדים  מאפשרים  היווצרות  אותות  בעלי  צורות  שונות  ותדרים  שונים  על  ידי  בחירת  המעגל  המתאים  לכל  צורך.

ומאפייניו הם :

1-   התדירות של  אות החילופין.

2-   יציבות התדר של המתנד.

3-   המתנד מפיק אות סינוסואידליי בתדר של מגהרצים ועשרות מגההרצים .

מדוע חשוב לבנות מתנד בתדר גבוה ?

כדי שהאות יהיה חסין מרעשים שיכולים להיווצר בגלל מזג האוויר או המרחק הגדול, שיכול לגרום לעיוות או ניחות באות.

בנוסף לביצוע מהיר וזריז לפעולות שאנו דורשים.

סוגי המתנדים ומאפייניהם :

מתנד מבוקר מתח

 הוא מתנד שמפיק תדר בהתאם למתח הכניסה אליו. הייתרון בסוג זה של המתנד הוא היכולת לשנות באופן אלקטרוני את תדר המוצא. מתנדים מבוקרי מתח משמשים בעיקר בשרשראות , ומסייע בהמרת תדרים תוך שימוש בערבל. תדר  המתנד ניתן לשינוי בעזרת נגד משתנה (ברכיב אנלוגי ) או דרך שינוי מילה ספרתית (ברכיב בעל ממשק ספרתי ).

מתנד רלקסציה

במתנדי רלקסציה משתמשים ליצירת גל שאינו סינוסי, כגון גל מרובע או שן מסור.המתנד מכיל רכיב לא לינארי, למשל טרנזיסטור שפורק באופן  מחזורי את האנרגיה הטעונה בקבל או במשרן, וכך גורם לשינויים מהירים במוצא. במתנדי רלקסציה לגל מרובע אפשר להשתמש ליצירת אות השעון הדרוש למעגלים ספרתיים מסוימים, למשל מונים או  טיימרים, אך מתנדים גבישיים עדיפים עליהם בגלל יציבותם.

במתנדי גל משולש  או שן מסור משתמשים במעגלי תזמון לאותות הסריקה האופקית בשפופרות קרן קתודית באוסצילוסקופים ובטלוויזיות. במחוללי דפקים ניתן להשתמש בגל המשולש כדי ליצור קירוב של גל סינוס.

תכנון מתנד גשר ויין בעל תדר מוצא של 10 קילוהרץ :

הרכבת המעגל בעזרת תוכנת המולטיסים:

תוצאות :

האות המתקבל עבור  AB > 1 :

במצב זה אני קבעתי את ערכי הנגדים והקבלים,  את הנגדים הראשון והשני כיילתי ל 1k ואת ערכם של הקבלים חישבתי (יצא 15.91nf).

והאות שהתקבל במשקף התנודות הוא:

*ניתן לראות בבירור שהאות בהתחלה היה נמוך ואחר כך גדל עד שהתייצב.

האות המתקבל עבור  AB = 1:

במצב זה שיניתי את הערכים בשני הנגדים הראשון והשני ל 1k

ו- 900k.

האות שהתקבל במשקף התנודות :

*בגרף רואים שהאות בהתחלה היה לא יציב וזה בגלל רעש ואחר כך הוא התייצב והפך לאות ריבועי יציב.

האות המתקבל עבור  AB<1:

גם במצב זה ערכי הנגדים משתנה כך שהנגד הראשון נהיה 100kוהנגד השני 1k.

* לא רואים את האות שסורטט בגלל שהמעגל עובד במהירות רבה ,ואם מקרבים רואים קו ישר המיישם את המצב הזה.