مدار پل وین (Wien Bridge Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار پل وین (Wien Bridge Circuit) :
مدار پل وین (Wien Bridge) یک پل AC است که دو کاربرد بسیار مهم دارد: اندازه گیری فرکانس (به عنوان یک فرکانس سنج) و مهم تر از آن، به عنوان مدار تعیین کننده فرکانس در نوسان ساز وین بریج (Wien Bridge Oscillator). این پل توسط ماکس وین در سال ۱۸۹۱ معرفی شد.
ساختار: پل وین از چهار بازو تشکیل شده است. دو بازوی بالایی یک تقسیم کننده ولتاژ مقاومتی ساده با مقاومت های
\[ R_1 \]و
\[ R_2 \]هستند. دو بازوی پایینی یک شبکه سری-موازی RC را تشکیل می دهند: یک بازو شامل یک مقاومت
\[ R \]و یک خازن
\[ C \]به صورت سری، و بازوی دیگر شامل یک مقاومت
\[ R \]و یک خازن
\[ C \]به صورت موازی. (گاهی مقادیر این المان ها می توانند متفاوت باشند، اما در حالت متقارن
\[ R \]و
\[ C \]یکسان هستند).
ویژگی خاص در فرکانس تشدید: شبکه سری-موازی RC دارای یک خاصیت مهم است: در یک فرکانس خاص (فرکانس تشدید پل)، تغییر فاز بین ورودی و خروجی آن برابر صفر درجه می شود. این فرکانس برابر است با:
\[ f_0 = \frac{1}{2\pi RC} \]علاوه بر تغییر فاز صفر، در این فرکانس، دامنه خروجی شبکه برابر با یک سوم دامنه ورودی است (یعنی تضعیف ۳ برابری).
کاربرد اندازه گیری فرکانس: اگر مقاومت ها و خازن های موجود در پل وین با مقادیر معلوم و دقیق انتخاب شوند و یک منبع AC با فرکانس مجهول به پل اعمال شود، با تنظیم یک مقاومت متغیر (مثلا در بازوی مقاومتی) می توان پل را به تعادل رساند. در حالت تعادل، فرکانس منبع را می توان از روی مقادیر R و C محاسبه کرد. به این ترتیب، پل وین به عنوان یک فرکانس سنج عمل می کند.
کاربرد نوسان ساز (مهم ترین کاربرد): همان طور که در مورد ۷۶ توضیح داده شد، با قرار دادن پل وین در مسیر فیدبک یک تقویت کننده (با بهره حداقل ۳)، می توان یک نوسان ساز موج سینویی با فرکانس قابل تنظیم ساخت. شبکه پل وین در اینجا نقش مدار فیلتر میان گذر و تعیین کننده فرکانس را ایفا می کند. در فرکانس
\[ f_0 \]، فیدبک مثبت بوده و شرط نوسان برقرار است.
