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Generador de Onda Sinusoidal II.
Générateur d'Onde Sinusoïdale II.
Sinus Wave Generator II .

Por-Par-By Ing.-Eng.: Hugo Gutiérrez Salazar.

Última Actualización : 05 Noviembre 2006 - Rev 3.0

Dificultad - Difficulté - Difficulty :
4i_star_2_W.gif Black_sta.gif Black_sta.gif Black_sta.gif Black_sta.gif
Chile.gif Francia.gif Inglaterra.gif

Circuito Terminado

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Circuit Terminé

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Circuit Made

WienBack.jpg wienFront.jpg

Introducción

Sería muy fácil tomar una señal alterna del enchufe domiciliario (110-220 [VCA]), pasarlo por un transformador reductor y obtener una señal sinusoidal (12 [Voltios] por ejemplo), para verla en el osciloscopio; pero este circuíto tiene varias características interesantes, que permiten aprender cosas nuevas al hobista o al estudiante que desea aprender un poco más de la electrónica.

El circuíto original fue hecho con transistores de germanio. El que les presento ahora, está hecho con transistores de silicio y corresponde a un generador de onda sinusoidal (o senoidal). Puede utilizarse para calibrar el Osciloscopio o probar amplificadores de Audio, ya que como se verá, genera una señal de tono constante dentro del rango del audio (3,5 [KHz]). La particularidad de este circuito es que se trata de un generador de puente de Wien.

Introduction

Ce serait très facile prendre une signale alterne de la prise de courrant domicilière (110- 220 [VCA]), passant par un transformateur reducteur et obtenir une signale sinusoïdale (12 [Volts] CA par example), pour la voire sur l'oscilloscope, mais cet circuit a plusieures caracteristiques interesantes, qui permettent aprendre des choses nouvelles pour l'amateur ou l'étudiant qui veut aprendre un peu plus d'électronique.

Le circuit originel a été fait avec des transistors de Germanium. Celui que je vous propose maintenant, a été fait avec des transistors de silice et correspond a un générateur d'Onde Sinusoïdale (ou Senoïdale).Il peut s'utiliser pour calibrer l'Oscilloscope ou verifier le fonctionement d' amplificateurs de audio, depuis comme on le vera, il génere une signale de ton constant au rang de l'audio (3,5 [KHz]). La particularité est qu'il sagit d'un générateur en pont de Wien.

Preliminar

It should be very ease to catch an alter courrent signal from the mains house terminal (110- 220 [VAC]), then pass this courrent by a transformer reducer, obtaining a reduced sinus signal (12 [VAC] by example) to visualise it in the oscilloscope, but this circuit has many interesting characteristics, that allow to learn new things to the amateur or to the student who wants to now much about electronics.

The original circuit was made with Germanium Transistor. Which I present you now is made with Silicon transistor and corresponds to a Sinus Wave Generator. It can be used to calibrate an Oscilloscope or test Audio Amplifiers, since has we are going to see, this circuit generates a constant signal in the audio range (3.5 [KHz]). The particularity of this circuit is that's a Wien bridge generator.

El Circuito

La mayoría de los circuitos osciladores usa bobinas para generar oscilaciones, este circuito no utiliza ninguna.

Los condensadores de 2,2 [µfds] que se muestran entre los dos transistores, forman el equivalente de un condensador de 1.1 [µfd] no polarizado (nótese que los condensadores son electrolíticos y se encuentran conectados en serie, por sus terminales negativos).

El potenciómetro de 100 [KOhms] que se encuentra antes del enchufe bnc de salida de la señal, permite controlar la amplitud de la señal. Este potenciómetro es opcional si no desea poder controlar la amplitud (es equivalente al volúmen de una radio) de la señal, puede quitar el potenciómetro y unir los puntos "a" y "b" del circuito, dejando la salida de amplitud de la señal fija en su valor máximo.

Le Circuit

La plus part des circuits oscilateurs utilisent des bobines pour générer les oscillations , celui ci n'utilise aucune.

Les condensateurs de 2,2 [µfds] qui se montren entre les deux transistors, forment l' équivalent a un condensateur d' 1,1 [µfd] non polarizé (notez que les condensateurs sont électrolitiques et qui se trouvent conectés en serie, par ses terminaux negatifs).

Le potentiomètre de 100 [KOhms], qui se trouve avant de la prise bnc de sortie, de la signale, permet contrôler l'amplitude (est équivalent au volume d'une radio) de la signale, vous pouvez enlever le potentiometre et joindre les points "a" et "b" du circuit, lessant la sortie de l'amplitude de la signale fixe a son maximum.

The Circuit

The mayority of the oscilator circuits uses choques to generate oscilations, this circuit use none.

The 2.2 [µfds] electrolitic capacitors which are between the two transistors, made the equivalent to a 1.1 [µfd] non polarized capacitor (please note this capacitors are electrolitics and they are conected in serie, by they negative terminals).

The 100 [KOhms] potentiometer you found before the signal output bnc plug, allows to control the output signal amplitude (this is equivalent to de radio volume control). If you want you can eliminate it, making the union of the "a" and "b" circuit dots, letting the amplitude output signal fixed to one value, the maximum.

Vista desde Arriba

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Vue superieure

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Top view

WienSup.jpg

Cómo Probarlo

Antes de conectar el circuito, asegurese que todas las piesas se encuentran en los lugares correctos. Es una buena medida, verificar los valores de las resistencias con un tester. Ajuste el osciloscopio en la escala adecuada, para medir una señal de unos 3 a 4 [Khz]. Una vez que tenga una señal en el barrido del osciloscopio, mueva el potenciometro de ajuste del circuito, hasta que aparezca la señal sinusoidal. Inicialmente puede no tener ninguna señal (el circuito no está oscilando) o bien tener una señal de onda triangular, que no corresponde a la señal que debe generarse. El potenciómetro es el que hace que la onda sinusoidal se genere, cuando se equilibra el puente al rededor de los 1650 [Ohmios]

Comment le tester

Avant de connecter le circuit, assurez-vouz que toutes les pieces se trouvent aux lieux correctes. Est une bonne mesure, vérifier les valeurs des resistances avec un testeur. Ajustez l'oscilloscope sur une échelle qui permet mésurer une signale dentre 3 a 4 [KHz]. Une fois que vous avez une signale de balayage au oscilloscope, mouvez le potentiomètre de reglage du circuit, jusqu'a ce que, l'image d'une signale sinusoïdale apparet. Initiellement vous puvais avoir pas du signale (le circuit n'oscille pas) ou bien avoir une signale d'0nde triangulaire, qui ne correspond pas a la signale qui doit se générer. Le potentiomètre est celui qui fait que la signale sinusoïdale apparait, quand le pont s'équilibre, près des 1650 [Ohms].

How to test it

Before to connect the circuit, you have to be sure that all the components are in the right places. It's a good idea, to verify the resistors values with a tester. Adjust the oscilloscope un a adecuate range, to mesure a signal about 3 or 4 [KHz]. Once you have a signal in the oscilloscope swip, move the circuit adjust potentiometer, until you have a sinus signal. Initialy you could haven't any signal (the circuit is not oscilating) or to have a triangular wave, which not corresponds to the signal to be generated. The potentiometer is who make the signal to be generated, when the bridge goes to the equilibrium, around the 1650 [Ohms].

Circuito Impreso

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Circuit Imprimé

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Printed Circuit

OscWien.bmp

Tamaño Real

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Taille réele

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Actual size

Cómo Funciona

Comment Ça Fonctione

How it works

El diagrama de abajo muestra claramente donde está el puente de Wien y si vemos el circuito en detalle podremos visualizar cuales son las piezas correspondientes. Para que se produzca equilibrio del puente y se genere una onda sinusoidal, deben cumplirse ciertas condiciones y ellas son : Le diagrame au-dessous montre clairement où est le pont de wien et si on vois le circuit en detail, on peut visualiser quelles sont les pièces correspondantes. Pour qu'il y a équilibre du pont et se génére la onde senoïdale, il doit se donner quelques conditions et elles sont: The lower diagram shows clearly where is the Wien bridge and if we see the circuit in detail, we can visualize which are the correspondant parts. To have the bridge balanced and generating a sinus wave, the circuit need to accomplish some conditions. This are:

Puente de Wien

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Pont de Wien

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Wien Bridge

Wien.gif

R2 = 2 R1
RA = RB
CA = CB

  • R A y RB = 2/3 Xc (Reactancia Capacitiva) a la frecuencia de Oscilación. => Puente Balanceado.
  • R A et RB = 2/3 Xc (Reactance Capacitive) à la frequence d'oscilation. => Pont balancé.
  • R A and RB = 2/3 Xc (Capacitive Reactance). at the oscilation frequency. => Balanced Bridge.
  •                          1
    frec [Hz] =-------------------------------------
       2 * PI * R [Ohms]* C [Farads]

    Reemplazando los valores: Remplaçant les valeurs : Replacing values :

                                        1
    frec [Hz] =-----------------------------------------------
       6.28 * 4700 [Ohms]* 10 * 10 -9[Farads]

    frec [Hz] =3388 [Hz] => 3,4 [KHz]

    En teoría, no importa realmente qué transistores se usen, pero deben estar bien polarizados. Si se usa un par PNP debe invertir los electroliticos y la fuente. El circuito originalmente se hizo con transistores de Germanio AC127 que ya no se fabrican, ahora se utilizaran transistores de Silicio, 2N2222.

    Como se ha dicho antes mientras no esté equilibrado el puente no habrá oscilación sinusoidal. Tal como vimos R2 debe ser 2 veces R 1, si R2 es 3K3 , R1 debe ser 1650 [Ohmios], para que el puente quede en equilibrio. Por eso, se usa un potenciómetro lineal de ajuste en serie, con una resistencia de 1 K.

    Hoy en dia, suelen utilizarse circuitos de puente de wien con amplificadores operacionales, pero utilizan bastantes piesas. Generan una onda cuadrada, que luego la procesan y la convierten en una onda triangular la que finalmente la convierten en una sinusoidal.

    En thèorie, ce n'est pas important quels transistors on va utiliser, mais ils doivent être bien polarisés. Si on utilise une paire PNP on doit reverser les electrolitiques et la source d'alimentation. Le cicuit originel était fait avec des transistors de Germanium AC127 qui ne sont plus fabriqués aujourd'hui, maintenant on va a utiliser des transistors en Silice, 2N2222.

    Comme on avait dit avant, cependant le pont n'est pas équilibré, il n'y aurra pas d'oscilation sinusoidal. Comme on a vu R2 doit être 2 fois R1, si R2 est 3K3 , R1 doit être 1650 [Ohms], pour que le pont soit en équilibre. Pour cette raison, on utilise un potenciomètre de réglage en serie, avec une résistance d'1 K.

    Aujourd'hui on utilise circuit de pont de wien avec amplificateurs operationels, mais ils utilisent beaucoup de pièces. Ils générent une onde carré, qui après de la processer, elle est changé a une onde triangulaire et finalement on la transforme en une sinusoïdale.

    In theory, it's doesn't matter wich transistor you use, but it has to be well polarized. If you use PNP transistors you have to reverse electrolitics and the supply. The original circuit used AC127 Germanium Transistors, wich they aren't made nowadays. In this case we are going to replace it by 2N2222.

    As we said before, until wien bridge is in balance, there is'nt a sinus oscilation. As we see R2 has to be twice R1, if R2 is 3K3 , R1 has to be 1650 [Ohms], to have the bridge in balance. So that, we use an adjust potenciometer in series, with a 1 K resistance.

    Today is common to use wien bridges made with operational amplifiers, but they use a lot of parts. They generate a square wave, that's processed and converted in a triangular wave and finally it's reconverted in a sinus wave.

    Imagen de la Onda

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    Image de l'Onde

    -

    Wave Image

    OSeno.jpg

  • Vista de la Onda Sinusoidal generado por el circuito.
  • Vue de l'Onde Sinusoïdal généré par le circuit.
  • View of the Sinus wave generated by the circuit.
  • Diagrama del Circuito

    -

    Diagrame du circuit

    -

    Circuit Diagram

    Wien4.JPG

    Imprima para ver bien el circuito
    -
    Imprimez pour bien voire le circuit
    -
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    Lista de Componentes

    -

    Liste de Composants

    -

    Components List

    Cuantas
    Quantité
    How many
    Id Descripción - Description Imágen - Image - Picture
    2 Q1, Q2 Transistor de Silicio NPN
    Transistor de silice NPN
    NPN Silice Transistor 2N2222.
    2N2222.jpg
    1 R1 Resistencias de Carbón
    Resistances de Charbon
    Carbon Resistors 39 [KOhms] 1/4 [W]
    R39K.jpg
    3 R2,R4,R6 Resistencia de Carbón
    Resistance de Charbon
    Carbon Resistor 4.7 [KOhms] 1/4 [W]
    R4K7.jpg
    1 R3 Resistencia de Carbón
    Resistance de Charbon
    Carbon Resistor 56 [KOhms] 1/4 [W]
    R56K.jpg
    1 R5 Resistencia de Carbón
    Resistance de Charbón
    Carbon Resistor 470 [Ohms] 1/4 [W]
    R470.jpg
    1 R7 Resistencia de Carbón
    Resistance de Charbon
    Carbon Resistor 1 [KOhm] 1/4 [W]
    R1K.jpg
    1 R8 Resistencia de Carbón
    Resistance de Charbon
    Carbon Resistor 10 [KOhm] 1/4 [W]
    R10K.jpg
    1 R9 Resistencia de Carbón
    Resistance de Charbon
    Carbon Resistor 3.3[KOhms] 1/4 [W]
    R3K3.jpg
    1 P1 Potenciometro de Ajuste
    Potentiomètre de reglage
    Adjust Potentiometer 1 [KOhm]
    PotAjuste.jpg
    1 P2 Potenciómetro Lineal
    Potenciomètre Lineal
    Linear Potenciometer 100 [KOhms] (Optional)
    Potenciometros.jpg
    2 C1, C2 Condensador de Poliester
    Condenseur de Poliester
    Poliester Capacitor 10 [nfds]/50 [V]
    CP470K-50.jpg
    1 C7 Condensador de Poliester
    Condenseur de Poliester
    Poliester Capacitor 100 [nfds] (optional see text)
    CP470K-50.jpg
    1 C3 Condensador Electrolítico
    Condenseur Electrolitique
    Electrolitic Capacitor 10 [ufds]/25 [V]
    CE1-50.jpg
    2 C4,C5 Condensador Electrolítico
    Condenseur Electrolitique
    Electrolitic Capacitor 2.2 [ufd]/25 [V]
    CE1-50.jpg
    1 C6 Condensador Poliester
    Condenseur Poliester
    Poliester Capacitor 0.47 [ufds]/50 [V]
    CP470K-50.jpg
    1   Pertinax Impreso Virgen 1 cara 9,4 x 5,2 [cms]
    Pertinax Vierge 1 face 9,4 x 5,2 [cms]
    Virgin Pertinax 1 face 3.7 x 1.2 [inches]
    Pertinax.jpg
    1 D1 Led Rojo
    Del Rouge
    Red Led
    Ledrojos.jpg
    1   Broche Bateria
    Terminal Baterie
    Batery Terminal 9V
    TermBat9V.jpg
    1   Bateria
    Baterie
    Batery 9 V
    Bateria9V.jpg
    1 Sw1 Interruptor de Palanca Miniature
    Interrupteur de Branche Miniature
    Miniature Chasis switch
    InterruptorMini.jpg
    1   Cables de Conexión
    Cables de Connexion
    conection cables
    CColores.jpg
    1   Caja Plastica
    Boite en Plastique
    Plastic Box BX2 Type
    BX2.jpg
    1 J1 Terminal BNC
    Terminal BNC
    BNC Terminal
    BNC.jpg
    1   Perilla Potenciómetro
    Tourne Potentiomètre
    Potentiometer Knob
    Perillas.jpg