Wien bridge oscillator
વિએન બ્રિજ ઓસિલેટર એ ઇલેક્ટ્રોનિક ઓસિલેટરનો એક પ્રકાર છે જે સાઇન તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે. તે આવર્તનની વિશાળ શ્રેણી પેદા કરી શકે છે. ઓસિલેટર બ્રિજ સર્કિટ પર આધારિત છે જે મૂળરૂપે 1891 માં મેક્સ વિએન દ્વારા અવરોધના માપન માટે વિકસાવવામાં આવી હતી. આ પુલમાં ચાર અવરોધકો અને બે સંધારકો છે. ઓસિલેટરને બેન્ડપાસ ફિલ્ટર સાથે જોડાયેલા પોઝિટિવ ગેઇન એમ્પ્લીફાયર તરીકે પણ જોઈ શકાય છે જે પોઝિટિવ પ્રતિસાદ પૂરો પાડે છે. સ્વચાલિત લાભ નિયંત્રણ, ઇરાદાપૂર્વકની બિન-રેખીયતા અને આકસ્મિક બિન-રેખીયતા ઓસિલેટરના વિવિધ અમલીકરણમાં આઉટપુટ કંપનવિસ્તારને મર્યાદિત કરે છે. જમણી બાજુએ બતાવેલ સર્કિટ, અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાનો ઉપયોગ કરીને સ્વચાલિત લાભ નિયંત્રણ સાથે, ઓસિલેટરના એક વખતના સામાન્ય અમલીકરણને દર્શાવે છે. આ શરત હેઠળ કે R1 = R2 = R અને C1 = C2 = C, ઓસિલેશનની આવર્તન આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ અને સ્થિર ઓસિલેશનની સ્થિતિ પૃષ્ઠભૂમિ દ્વારા આપવામાં આવે છે 1930ના દાયકામાં ઓસિલેટરને સુધારવા માટે ઘણા પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા હતા. રેખીયતાને મહત્વપૂર્ણ તરીકે ઓળખવામાં આવી હતી. "રેઝિસ્ટન્સ-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઓસિલેટર" માં એડજસ્ટેબલ ફીડબેક રેઝિસ્ટર હતું; તે રેઝિસ્ટર સેટ કરવામાં આવશે જેથી ઓસિલેટર હમણાં જ શરૂ થાય (આમ લૂપ ગેઇનને માત્ર ઓવર યુનિટી પર સેટ કરે છે). જ્યાં સુધી વેક્યૂમ ટ્યુબની ગ્રીડ કરંટનું સંચાલન કરવાનું શરૂ ન કરે ત્યાં સુધી ઓસિલેશન બનશે, જે નુકસાનમાં વધારો કરશે અને આઉટપુટ એમ્પ્લિટ્યુડને મર્યાદિત કરશે. સ્વચાલિત કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણની તપાસ કરવામાં આવી હતી. ફ્રેડરિક ટર્મન જણાવે છે કે, "કોઈપણ સામાન્ય ઓસિલેટરની આવર્તન સ્થિરતા અને તરંગ-આકારના સ્વરૂપને તમામ પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિર ઓસિલેશનનું કંપનવિસ્તાર જાળવવા માટે સ્વચાલિત-કંપનવિસ્તાર-નિયંત્રણ વ્યવસ્થાનો ઉપયોગ કરીને સુધારી શકાય છે". 1937માં, લાર્નેડ મીચેમે બ્રિજ ઓસિલેટરમાં સ્વચાલિત લાભ નિયંત્રણ માટે ફિલામેન્ટ લેમ્પનો ઉપયોગ કરવાનું વર્ણન કર્યું હતું. 1937માં પણ, હર્મન હોસ્મર સ્કોટે વિએન બ્રિજ સહિત વિવિધ પુલો પર આધારિત ઓડિયો ઓસિલેટરનું વર્ણન કર્યું હતું. સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટીમાં ટર્મનને નકારાત્મક પ્રતિસાદ પર હેરોલ્ડ સ્ટીફન બ્લેકના કાર્યમાં રસ હતો, તેથી તેમણે નકારાત્મક પ્રતિસાદ પર સ્નાતક સેમિનારનું આયોજન કર્યું હતું. બિલ હ્યુવલેટે સેમિનારમાં હાજરી આપી હતી. સ્કોટનું ફેબ્રુઆરી 1938નું ઓસિલેટર પેપર સેમિનાર દરમિયાન બહાર આવ્યું હતું. અહીં ટર્મનનું એક સ્મરણ છેઃ ફ્રેડ ટર્મન સમજાવે છેઃ "સ્ટેનફોર્ડ ખાતે ઇજનેરની ડિગ્રી માટેની જરૂરિયાતો પૂર્ણ કરવા માટે, બિલને એક થીસીસ તૈયાર કરવો પડ્યો હતો. તે સમયે મેં મારા ગ્રેજ્યુએટ સેમિનારનો આખો ચોથો ભાગ 'નકારાત્મક પ્રતિસાદ' વિષયને સમર્પિત કરવાનું નક્કી કર્યું હતું, મને આ પછીની નવી તકનીકમાં રસ પડ્યો હતો કારણ કે તેમાં ઘણી ઉપયોગી વસ્તુઓ કરવાની મોટી સંભાવના હોય તેવું લાગતું હતું. મેં નકારાત્મક પ્રતિસાદ વિશે વિચારેલી કેટલીક અરજીઓ પર હું જાણ કરીશ, અને છોકરાઓ તાજેતરના લેખો વાંચશે અને વર્તમાન વિકાસ પર એકબીજાને જાણ કરશે. આ સેમિનારની શરૂઆત ત્યારે જ સારી થઈ હતી જ્યારે એક પેપર બહાર આવ્યું જે મને રસપ્રદ લાગ્યું. તે જનરલ રેડિયોના એક માણસ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું અને ફિક્સ્ડ-ફ્રિક્વન્સી ઓડિયો ઓસિલેટર સાથે વ્યવહાર કરવામાં આવ્યો હતો જેમાં આવર્તનને પ્રતિકાર-ક્ષમતા નેટવર્ક દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવી હતી, અને તેને પુશ-બટનો દ્વારા બદલવામાં આવી હતી. નકારાત્મક પ્રતિક્રિયાના કુશળ ઉપયોગ દ્વારા ઓસિલેશન મેળવવામાં આવ્યા હતા. જૂન 1938માં, ટર્મન, આર. આર. બસ, હ્યુવલેટ અને એફ. સી. કાહિલે ન્યૂયોર્કમાં આઇ. આર. ઇ. સંમેલનમાં નકારાત્મક પ્રતિસાદ વિશે રજૂઆત કરી હતી; ઓગસ્ટ 1938માં, પોર્ટલેન્ડમાં આઇ. આર. ઇ. પેસિફિક કોસ્ટ સંમેલનમાં બીજી રજૂઆત કરવામાં આવી હતી, ઓ. આર.; પ્રસ્તુતિ આઇ. આર. ઇ. પેપર બની હતી. એક વિષય વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરમાં કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણ હતો. ઓસિલેટરનું પોર્ટલેન્ડમાં પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું. હેવલેટ, ડેવિડ પેકાર્ડ સાથે મળીને હેવલેટ-પેકાર્ડની સહ-સ્થાપના કરી હતી અને હેવલેટ-પેકાર્ડનું પ્રથમ ઉત્પાદન એચપી 200એ હતું, જે એક ચોકસાઇવાળું વિએન બ્રિજ ઓસિલેટર હતું. પ્રથમ વેચાણ જાન્યુઆરી 1939માં થયું હતું. હ્યુવલેટના જૂન 1939ના ઇજનેરના ડિગ્રી થીસીસમાં વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરના કંપનવિસ્તારને નિયંત્રિત કરવા માટે દીવાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. હ્યુવલેટના ઓસિલેટરએ સ્થિર કંપનવિસ્તાર અને ઓછી વિકૃતિ સાથે સાઇનસોઇડલ આઉટપુટ ઉત્પન્ન કર્યું હતું. ઓટોમેટિક ગેઇન કંટ્રોલ વિનાના ઓસિલેટર પરંપરાગત ઓસિલેટર સર્કિટની રચના એવી રીતે કરવામાં આવી છે કે તે ઓસિલેટિંગ ("સ્ટાર્ટ અપ") શરૂ કરશે અને તેનું એમ્પ્લિટ્યુડ નિયંત્રિત થશે. જમણી બાજુનું ઓસિલેટર એમ્પ્લીફાયર આઉટપુટમાં નિયંત્રિત સંકોચન ઉમેરવા માટે ડાયોડનો ઉપયોગ કરે છે. તે કેટલી કાળજીપૂર્વક કાપવામાં આવે છે તેના આધારે તે 1-5% ની શ્રેણીમાં કુલ હાર્મોનિક વિકૃતિ પેદા કરી શકે છે. રેખીય સર્કિટને ઓસિલેટ કરવા માટે, તે બાર્કહૌસેન શરતોને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છેઃ તેનો લૂપ ગેઇન એક હોવો જોઈએ અને લૂપની આસપાસનો તબક્કો 360 ડિગ્રીનો પૂર્ણાંક ગુણાંક હોવો જોઈએ. રેખીય ઓસિલેટર સિદ્ધાંત ઓસિલેટર કેવી રીતે શરૂ થાય છે અથવા કંપનવિસ્તાર કેવી રીતે નક્કી થાય છે તે સંબોધતો નથી. રેખીય ઓસિલેટર કોઈપણ કંપનવિસ્તારને ટેકો આપી શકે છે. વ્યવહારમાં, લૂપ ગેઇન શરૂઆતમાં એકતા કરતાં મોટો હોય છે. રેન્ડમ ઘોંઘાટ તમામ સર્કિટમાં હાજર હોય છે, અને તેમાંથી અમુક ઘોંઘાટ ઇચ્છિત આવર્તનની નજીક હશે. એક કરતા વધારે લૂપ ગેઇન દરેક વખતે લૂપની આસપાસ આવર્તનના કંપનવિસ્તારને ઝડપથી વધારવાની મંજૂરી આપે છે. એક કરતા વધુ લૂપ ગેઇન સાથે, ઓસિલેટર શરૂ થશે. આદર્શ રીતે, લૂપ ગેઇન એક કરતા થોડો મોટો હોવો જરૂરી છે, પરંતુ વ્યવહારમાં, તે ઘણીવાર એક કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય છે. મોટી લૂપ ગેઇન ઓસિલેટરને ઝડપથી શરૂ કરે છે. મોટા લૂપ ગેઇન તાપમાન અને ટ્યુન કરી શકાય તેવા ઓસિલેટરની ઇચ્છિત આવર્તન સાથે ગેઇન ભિન્નતા માટે પણ વળતર આપે છે. ઓસિલેટર શરૂ કરવા માટે, તમામ સંભવિત પરિસ્થિતિઓમાં લૂપ ગેઇન એક કરતા વધારે હોવો જોઈએ. એક કરતા વધારે લૂપ ગેઇનની નકારાત્મક બાજુ હોય છે. સિદ્ધાંતમાં, ઓસિલેટરનું કંપનવિસ્તાર મર્યાદા વિના વધશે. વ્યવહારમાં, જ્યાં સુધી ઉત્પાદન કેટલાક મર્યાદિત પરિબળો જેમ કે વીજ પુરવઠો વોલ્ટેજ (એમ્પ્લીફાયર આઉટપુટ સપ્લાય રેલમાં ચાલે છે) અથવા એમ્પ્લીફાયર આઉટપુટ વર્તમાન મર્યાદામાં ન ચાલે ત્યાં સુધી કંપનવિસ્તારમાં વધારો થશે. મર્યાદા એમ્પ્લીફાયરના અસરકારક લાભને ઘટાડે છે (અસરને ગેઇન કમ્પ્રેશન કહેવામાં આવે છે). સ્થિર ઓસિલેટરમાં, સરેરાશ લૂપ ગેઇન એક હશે. મર્યાદિત ક્રિયા આઉટપુટ વોલ્ટેજને સ્થિર કરે છે, તેમ છતાં તેની બે નોંધપાત્ર અસરો છેઃ તે હાર્મોનિક વિકૃતિ રજૂ કરે છે અને તે ઓસિલેટરની આવર્તન સ્થિરતાને અસર કરે છે. વિકૃતિની માત્રા સ્ટાર્ટઅપ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વધારાના લૂપ ગેઇન સાથે સંબંધિત છે. જો નાના કંપનવિસ્તાર પર ઘણો વધારાનો લૂપ ગેઇન હોય, તો ઉચ્ચ તાત્કાલિક કંપનવિસ્તાર પર ગેઇનમાં વધુ ઘટાડો થવો જોઈએ. તેનો અર્થ વધુ વિકૃતિ થાય છે. વિકૃતિઓનું પ્રમાણ પણ ઓસિલેશનના અંતિમ કંપનવિસ્તાર સાથે સંબંધિત છે. એમ્પ્લીફાયરનો ગેઇન આદર્શ રીતે રેખીય હોવા છતાં, વ્યવહારમાં તે બિનરેખીય છે. બિનરેખીય સ્થાનાંતરણ કાર્યને ટેલર શ્રેણી તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે. નાના કંપનવિસ્તાર માટે, ઉચ્ચ ક્રમની શરતોની અસર ઓછી હોય છે. મોટા કંપનવિસ્તાર માટે, બિનરેખીયતા ઉચ્ચારવામાં આવે છે. પરિણામે, ઓછી વિકૃતિ માટે, ઓસિલેટરનું આઉટપુટ કંપનવિસ્તાર એમ્પ્લીફાયરની ગતિશીલ શ્રેણીનો એક નાનો અપૂર્ણાંક હોવો જોઈએ. મીચેમના પુલ સ્થિર ઓસિલેટર લાર્નેડ મીચેમે 1938માં જમણી બાજુએ બતાવેલ પુલ ઓસિલેટર સર્કિટનો ખુલાસો કર્યો હતો. આ સર્કિટને ખૂબ જ ઊંચી આવર્તન સ્થિરતા અને ખૂબ જ શુદ્ધ સાઇનસોઇડલ આઉટપુટ તરીકે વર્ણવવામાં આવી હતી. કંપનવિસ્તારને નિયંત્રિત કરવા માટે ટ્યુબ ઓવરલોડિંગનો ઉપયોગ કરવાને બદલે, મીચેમે એક સર્કિટની દરખાસ્ત કરી હતી જે લૂપ ગેઇનને એકતામાં સુયોજિત કરે છે જ્યારે એમ્પ્લીફાયર તેના રેખીય પ્રદેશમાં હોય છે. મેચમની સર્કિટમાં ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર અને વ્હીટસ્ટોન બ્રિજમાં લેમ્પનો સમાવેશ થતો હતો. મેચમની સર્કિટમાં, આવર્તન નિર્ધારિત કરતા ઘટકો બ્રિજની નકારાત્મક ફીડ બેક શાખામાં હોય છે અને લાભ નિયંત્રિત કરતા ઘટકો હકારાત્મક ફીડ બેક શાખામાં હોય છે. સ્ફટિક, ઝેડ4, શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિધ્વનિમાં કાર્ય કરે છે. જેમ કે તે પ્રતિધ્વનિ પર નકારાત્મક પ્રતિસાદને ઘટાડે છે. ચોક્કસ સ્ફટિકએ પ્રતિધ્વનિ પર 114 ઓહ્મનો વાસ્તવિક પ્રતિકાર દર્શાવ્યો હતો. પ્રતિધ્વનિથી નીચેની આવૃત્તિઓ પર, સ્ફટિક કેપેસિટીવ હોય છે અને નકારાત્મક પ્રતિસાદ શાખાના લાભમાં નકારાત્મક તબક્કો પાળી હોય છે. પ્રતિધ્વનિથી ઉપરની આવૃત્તિઓ પર, સ્ફટિક પ્રેરક હોય છે અને નકારાત્મક પ્રતિક્રિયા શાખાના લાભમાં સકારાત્મક તબક્કો પરિવર્તન હોય છે. ફેઝ શિફ્ટ પ્રતિધ્વનિત આવર્તન પર શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે. જેમ જેમ દીવો ગરમ થાય છે, તે હકારાત્મક પ્રતિસાદ ઘટાડે છે. મેચમની સર્કિટમાં સ્ફટિકનો Q 104,000 તરીકે આપવામાં આવ્યો છે. સ્ફટિકની બેન્ડવિડ્થના નાના ગુણાંક કરતાં વધુ દ્વારા પ્રતિધ્વનિત આવર્તનથી અલગ કોઈપણ આવર્તન પર, નકારાત્મક પ્રતિસાદ શાખા લૂપ ગેઇન પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને સ્ફટિકની સાંકડી બેન્ડવિડ્થ સિવાય કોઈ સ્વ-ટકાઉ ઓસિલેશન હોઈ શકતું નથી. 1944માં (હ્યુવલેટની રચના પછી), જે. કે. ક્લેપે પુલને ચલાવવા માટે ટ્રાન્સફોર્મરને બદલે વેક્યૂમ ટ્યુબ ફેઝ ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવા માટે મેચમની સર્કિટમાં ફેરફાર કર્યો હતો. સુધારેલ મીચમ ઓસિલેટર ક્લેપના ફેઝ ઇન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરે છે પરંતુ ટંગસ્ટન લેમ્પ માટે ડાયોડ લિમિટરને બદલે છે. હ્યુવલેટના ઓસિલેટર વિલિયમ આર. હ્યુવલેટના વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરને વિભેદક એમ્પ્લીફાયર અને વિએન બ્રિજના સંયોજન તરીકે ગણી શકાય, જે એમ્પ્લીફાયર આઉટપુટ અને વિભેદક ઇનપુટ્સ વચ્ચે હકારાત્મક પ્રતિસાદ લૂપમાં જોડાયેલ છે. ઓસિલેટિંગ ફ્રિક્વન્સી પર, પુલ લગભગ સંતુલિત હોય છે અને ટ્રાન્સફર રેશિયો ઘણો ઓછો હોય છે. લૂપ ગેઇન એ ખૂબ ઊંચા એમ્પ્લીફાયર ગેઇન અને ખૂબ ઓછા બ્રિજ રેશિયોનું ઉત્પાદન છે. હ્યુવલેટ સર્કિટમાં, એમ્પ્લીફાયર બે વેક્યૂમ ટ્યુબ દ્વારા લાગુ કરવામાં આવે છે. એમ્પ્લીફાયરનું ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ એ ટ્યુબ V1નું કેથોડ છે અને નોન-ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ એ ટ્યુબ V2નું કંટ્રોલ ગ્રીડ છે. વિશ્લેષણને સરળ બનાવવા માટે, R1, R2, C1 અને C2 સિવાયના તમામ ઘટકોને 1 + Rf/Rb ના ગેઇન સાથે અને ઉચ્ચ ઇનપુટ અવરોધ સાથે નોન-ઇન્વર્ટિંગ એમ્પ્લીફાયર તરીકે મોડેલિંગ કરી શકાય છે. R1, R2, C1 અને C2 બેન્ડપાસ ફિલ્ટર બનાવે છે જે ઓસિલેશનની આવર્તન પર હકારાત્મક પ્રતિસાદ પ્રદાન કરવા માટે જોડાયેલ છે. આરબી સ્વ ગરમ કરે છે અને નકારાત્મક પ્રતિસાદમાં વધારો કરે છે જે એમ્પ્લીફાયર ગેઇનને ત્યાં સુધી ઘટાડે છે જ્યાં સુધી તે બિંદુ સુધી પહોંચી ન જાય કે એમ્પ્લીફાયરને વધુ ચલાવ્યા વિના સાઇનસોઇડલ ઓસિલેશનને ટકાવી રાખવા માટે માત્ર પૂરતો લાભ છે. જો R1 = R2 અને C1 = C2 હોય તો સંતુલન પર Rf/Rb = 2 અને એમ્પ્લીફાયર ગેઇન 3 છે. જ્યારે સર્કિટને પ્રથમ સક્રિય કરવામાં આવે છે, ત્યારે લેમ્પ ઠંડો હોય છે અને સર્કિટનો ગેઇન 3 કરતા વધારે હોય છે જે સ્ટાર્ટ અપ સુનિશ્ચિત કરે છે. વેક્યૂમ ટ્યુબ V1 નો ડીસી બાયસ કરંટ પણ દીવામાંથી વહે છે. આ સર્કિટની કામગીરીના સિદ્ધાંતોમાં ફેરફાર કરતું નથી, પરંતુ તે સંતુલન પર આઉટપુટના કંપનવિસ્તારને ઘટાડે છે કારણ કે બાયસ કરંટ લેમ્પની ગરમીનો ભાગ પૂરો પાડે છે. હ્યુવલેટના થીસીસે નીચેના તારણો કાઢ્યા હતાઃ હમણાં જ વર્ણવેલ પ્રકારનું પ્રતિકાર-ક્ષમતા ઓસિલેટર પ્રયોગશાળા સેવા માટે સારી રીતે અનુકૂળ હોવું જોઈએ. તેમાં બીટ-ફ્રિક્વન્સી ઓસિલેટરને સંભાળવાની સરળતા છે અને તેમ છતાં તેના કેટલાક ગેરફાયદા છે. પ્રથમ સ્થાને ઓછી આવર્તન પર આવર્તન સ્થિરતા બીટ-આવર્તન પ્રકાર સાથે શક્ય છે તેના કરતા ઘણી સારી છે. નાના તાપમાનના ફેરફારોની ખાતરી કરવા માટે ભાગોના કોઈ નિર્ણાયક પ્લેસમેન્ટની જરૂર નથી, ન તો ઓસિલેટરના ઇન્ટરલોકિંગને રોકવા માટે કાળજીપૂર્વક ડિઝાઇન કરાયેલ ડિટેક્ટર સર્કિટની જરૂર નથી. આના પરિણામે, ઓસિલેટરનું એકંદર વજન ઓછામાં ઓછું રાખી શકાય છે. 1 વોટ એમ્પ્લીફાયર અને વીજ પુરવઠો સહિત આ પ્રકારના ઓસિલેટરનું વજન માત્ર 18 પાઉન્ડ હતું, જે તુલનાત્મક પ્રદર્શનના જનરલ રેડિયો બીટ-ફ્રિક્વન્સી ઓસિલેટરનું વજન 93 પાઉન્ડ હતું. આઉટપુટની વિકૃતિ અને સ્થિરતા હવે ઉપલબ્ધ શ્રેષ્ઠ બીટ-ફ્રિક્વન્સી ઓસિલેટર સાથે અનુકૂળ રીતે સરખાવે છે. છેલ્લે, આ પ્રકારના ઓસિલેટરને વ્યાપારી પ્રસારણ રીસીવરની જેમ જ ગોઠવી શકાય છે અને બનાવી શકાય છે, પરંતુ તેમાં ઓછા ગોઠવણો કરવા પડે છે. આમ તે એક આદર્શ પ્રયોગશાળા ઓસિલેટર આપવા માટે ખર્ચની સસ્તીતા સાથે કામગીરીની ગુણવત્તાને જોડે છે. વિએન બ્રિજ બ્રિજ સર્કિટ એ જાણીતા મૂલ્યો સાથે સરખામણી કરીને ઘટક મૂલ્યોને માપવાની એક સામાન્ય રીત હતી. ઘણીવાર અજ્ઞાત ઘટકને પુલના એક હાથમાં મૂકવામાં આવે છે, અને પછી અન્ય હાથને સમાયોજિત કરીને અથવા વોલ્ટેજ સ્રોતની આવર્તનને બદલીને પુલને નિષ્ક્રિય કરવામાં આવે છે (જુઓ, ઉદાહરણ તરીકે, વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ). વિએન બ્રિજ ઘણા સામાન્ય પુલોમાંથી એક છે. વિએન બ્રિજનો ઉપયોગ પ્રતિકાર અને આવર્તનની દ્રષ્ટિએ ક્ષમતાના ચોકસાઇ માપન માટે થાય છે. તેનો ઉપયોગ ધ્વનિ આવૃત્તિઓ માપવા માટે પણ થતો હતો. વીએન બ્રિજને આર અથવા સીના સમાન મૂલ્યોની જરૂર નથી. વી. પી. પર સિગ્નલનો તબક્કો વી. ઓ. ટી. પર સિગ્નલની સાપેક્ષમાં લગભગ 90° થી બદલાય છે જે ઓછી આવર્તન પર આગળ વધે છે અને ઉચ્ચ આવર્તન પર લગભગ 90° પાછળ રહે છે. અમુક મધ્યવર્તી આવર્તન પર, ફેઝ શિફ્ટ શૂન્ય હશે. તે આવર્તન પર Z1 અને Z2 નો ગુણોત્તર સંપૂર્ણપણે વાસ્તવિક (શૂન્ય કાલ્પનિક ભાગ) હશે. જો આર. બી. થી આર. એફ. નો ગુણોત્તર સમાન ગુણોત્તરમાં ગોઠવવામાં આવે, તો પુલ સંતુલિત હોય છે અને સર્કિટ દોલનને ટકાવી શકે છે. જો આર. બી./આર. એફ. માં નાની ફેઝ શિફ્ટ હોય અને એમ્પ્લીફાયરના ઇન્વર્ટિંગ અને નોન-ઇન્વર્ટિંગ ઇનપુટ્સમાં અલગ ફેઝ શિફ્ટ હોય તો પણ સર્કિટ ઓસિલેટ થશે. ત્યાં હંમેશા એવી આવર્તન હશે કે જેના પર પુલની દરેક શાખાની કુલ તબક્કો પાળી સમાન હશે. જો Rb/Rf પાસે કોઈ ફેઝ શિફ્ટ ન હોય અને એમ્પ્લીફાયર્સના ઇનપુટ્સની ફેઝ શિફ્ટ શૂન્ય હોય તો બ્રિજ સંતુલિત થાય છે જ્યારેઃ અને જ્યાં ω એ રેડિયન આવર્તન છે. જો કોઈ R1 = R2 અને C1 = C2 પસંદ કરે તો Rf = 2 Rb. વ્યવહારમાં, R અને C ના મૂલ્યો ક્યારેય બરાબર સમાન નહીં હોય, પરંતુ ઉપરના સમીકરણો દર્શાવે છે કે Z1 અને Z2 અવરોધમાં નિશ્ચિત મૂલ્યો માટે, સેતુ અમુક ω અને Rb/Rf ના અમુક ગુણોત્તર પર સંતુલિત થશે. લૂપ ગેઇનમાંથી વિશ્લેષણનું વિશ્લેષણ શિલિંગ અનુસાર, R1 = R2 = R અને C1 = C2 = C, ઓપ-એમ્પનો આવર્તન-આધારિત ગેઇન ક્યાં છે તે શરતે વીન બ્રિજ ઓસિલેટરનો લૂપ ગેઇન આપવામાં આવે છે (નોંધ, શિલિંગમાં ઘટકોના નામોને પ્રથમ આંકડામાં ઘટકોના નામો સાથે બદલવામાં આવ્યા છે). શિલિંગ આગળ કહે છે કે દોલનની સ્થિતિ T = 1 છે, જે આવર્તન સ્થિરતા અને પસંદગીના ખાસ સંદર્ભ સાથે અન્ય વિશ્લેષણ દ્વારા અને તેનાથી સંતુષ્ટ છે, અને માં છે. નેટવર્ક નક્કી કરતી આવર્તન R = R1 = R2 અને C = C1 = C2 ને CR = 1 માં સામાન્ય બનાવો. આમ આવર્તન નિર્ધારિત નેટવર્કમાં 0 પર શૂન્ય અને અથવા − 2.6180 અને − 0.38197 પર ધ્રુવો હોય છે. કંપનવિસ્તાર સ્થિરીકરણ વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરના નીચા વિકૃતિ ઓસિલેશનની ચાવી એ કંપનવિસ્તાર સ્થિરીકરણ પદ્ધતિ છે જે ક્લિપિંગનો ઉપયોગ કરતી નથી. કંપનવિસ્તાર સ્થિરીકરણ માટે પુલના રૂપરેખાંકનમાં દીવાનો ઉપયોગ કરવાનો વિચાર 1938માં મેચમ દ્વારા પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યો હતો. જ્યાં સુધી ક્લિપિંગ અથવા અન્ય લાભ મર્યાદા ન પહોંચે ત્યાં સુધી ઇલેક્ટ્રોનિક ઓસિલેટરનું કંપનવિસ્તાર વધવાનું વલણ ધરાવે છે. આ ઉચ્ચ હાર્મોનિક વિકૃતિ તરફ દોરી જાય છે, જે ઘણીવાર અનિચ્છનીય હોય છે. હ્યુવલેટે આઉટપુટ એમ્પ્લિટ્યુડને નિયંત્રિત કરવા માટે ઓસિલેટર ફીડબેક પાથમાં પાવર ડિટેક્ટર, લો પાસ ફિલ્ટર અને ગેઇન કંટ્રોલ એલિમેન્ટ તરીકે અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બનો ઉપયોગ કર્યો હતો. જેમ જેમ તેનું તાપમાન વધે છે તેમ તેમ લાઇટ બલ્બ ફિલામેન્ટનો પ્રતિકાર (પ્રતિરોધકતા લેખ જુઓ) વધે છે. ફિલામેન્ટનું તાપમાન ફિલામેન્ટમાં વિખેરાયેલી શક્તિ અને અન્ય કેટલાક પરિબળો પર આધાર રાખે છે. જો ઓસિલેટરનો સમયગાળો (તેની આવર્તનનો વ્યસ્ત) ફિલામેન્ટના થર્મલ સમય અચળાંક કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકો હોય, તો ફિલામેન્ટનું તાપમાન ચક્ર દરમિયાન નોંધપાત્ર રીતે સ્થિર રહેશે. ફિલામેન્ટ પ્રતિકાર પછી આઉટપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર નક્કી કરશે. જો કંપનવિસ્તાર વધે છે, તો તંતુ ગરમ થાય છે અને તેનો પ્રતિકાર વધે છે. સર્કિટની રચના એવી રીતે કરવામાં આવી છે કે જેથી મોટા ફિલામેન્ટ પ્રતિકાર લૂપ ગેઇનને ઘટાડે, જે બદલામાં આઉટપુટ એમ્પ્લિટ્યુડને ઘટાડશે. પરિણામ એ નકારાત્મક પ્રતિસાદ પ્રણાલી છે જે આઉટપુટ કંપનવિસ્તારને સ્થિર મૂલ્ય પર સ્થિર કરે છે. કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણના આ સ્વરૂપ સાથે, ઓસિલેટર નજીકની આદર્શ રેખીય પ્રણાલી તરીકે કાર્ય કરે છે અને ખૂબ ઓછી વિકૃતિ આઉટપુટ સંકેત પ્રદાન કરે છે. કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણ માટે મર્યાદાનો ઉપયોગ કરતા ઓસિલેટરમાં ઘણીવાર નોંધપાત્ર હાર્મોનિક વિકૃતિ હોય છે. ઓછી આવૃત્તિઓ પર, જેમ જેમ વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરનો સમયગાળો અગ્નિથી પ્રકાશિત બલ્બના થર્મલ સમય અચળાંકની નજીક પહોંચે છે, તેમ તેમ સર્કિટ કામગીરી વધુ બિનરેખીય બને છે, અને આઉટપુટ વિકૃતિ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરમાં ગેઇન કંટ્રોલ તત્વો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે લાઇટ બલ્બના ગેરફાયદા હોય છે, ખાસ કરીને ઓસિલેટર આઉટપુટને મોડ્યુલેટ કરતા બલ્બના માઇક્રોફોનિક પ્રકૃતિના કંપનવિસ્તારને કારણે કંપન પ્રત્યે ખૂબ જ ઊંચી સંવેદનશીલતા, કોઇલ ફિલામેન્ટની પ્રેરક પ્રકૃતિને કારણે ઉચ્ચ આવર્તન પ્રતિભાવમાં મર્યાદા અને ઘણી ઓપ-એમ્પ્સની ક્ષમતા કરતાં વધી જતી વર્તમાન જરૂરિયાતો. આધુનિક વિએન બ્રિજ ઓસિલેટર્સે પ્રકાશ બલ્બની જગ્યાએ કંપનવિસ્તાર સ્થિરીકરણ માટે અન્ય બિનરેખીય ઘટકો, જેમ કે ડાયોડ, થર્મિસ્ટર, ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર અથવા ફોટોસેલ્સનો ઉપયોગ કર્યો છે. હ્યુવલેટને ઉપલબ્ધ ન હોય તેવા આધુનિક ઘટકો સાથે 0.0003% (3 પીપીએમ) જેટલી ઓછી વિકૃતિ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. વેન બ્રિજ ઓસિલેટર કે જે થર્મિસ્ટરનો ઉપયોગ કરે છે તે અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવોની સરખામણીમાં થર્મિસ્ટરનું સંચાલન તાપમાન ઓછું હોવાને કારણે આસપાસના તાપમાન પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે. સ્વચાલિત લાભ નિયંત્રણ ગતિશીલતા આર. બી. ના મૂલ્યમાં નાના વિક્ષેપો પ્રભાવશાળી ધ્રુવોને જે. જી. ઓ. (કાલ્પનિક) અક્ષમાં આગળ અને પાછળ ખસેડવાનું કારણ બને છે. જો ધ્રુવો ડાબા અડધા સમતલમાં જાય છે, તો ઓસિલેશન ઝડપથી શૂન્ય થઈ જાય છે. જો ધ્રુવો જમણા અડધા સમતલમાં જાય છે, તો જ્યાં સુધી કંઈક તેને મર્યાદિત ન કરે ત્યાં સુધી દોલન ઝડપથી વધે છે. જો વિક્ષેપ ખૂબ જ નાનો હોય, તો સમકક્ષ Q ની તીવ્રતા ખૂબ મોટી હોય છે જેથી કંપનવિસ્તાર ધીમે ધીમે બદલાય છે. જો વિક્ષેપો નાના હોય અને ટૂંકા સમય પછી વિપરીત હોય, તો પરબિડીયું રેમ્પને અનુસરે છે. પરબિડીયું લગભગ વિક્ષેપનું અભિન્ન અંગ છે. એન્વલપ ટ્રાન્સફર ફંક્શનમાં વિક્ષેપ 6 ડીબી/ઓક્ટેવ પર બંધ થાય છે અને −90° ફેઝ શિફ્ટનું કારણ બને છે. લાઇટ બલ્બમાં થર્મલ જડતા હોય છે જેથી તેની પાવર ટુ રેઝિસ્ટન્સ ટ્રાન્સફર ફંક્શન સિંગલ પોલ લો પાસ ફિલ્ટર દર્શાવે છે. એન્વલપ ટ્રાન્સફર ફંક્શન અને બલ્બ ટ્રાન્સફર ફંક્શન અસરકારક રીતે કાસ્કેડમાં હોય છે, જેથી કંટ્રોલ લૂપ અસરકારક રીતે લો પાસ પોલ અને શૂન્ય પર પોલ અને લગભગ −180° ની ચોખ્ખી ફેઝ શિફ્ટ ધરાવે છે. આ નીચા તબક્કાના માર્જિનને કારણે નિયંત્રણ લૂપમાં નબળા ક્ષણિક પ્રતિસાદનું કારણ બનશે. આઉટપુટ સ્ક્વીગિંગ પ્રદર્શિત કરી શકે છે. બર્નાર્ડ એમ. ઓલિવરે દર્શાવ્યું હતું કે એમ્પ્લીફાયર દ્વારા ગેઇનનું થોડું સંકોચન એન્વેલપ ટ્રાન્સફર ફંક્શનને ઘટાડે છે જેથી મોટાભાગના ઓસિલેટર સારો ક્ષણિક પ્રતિસાદ દર્શાવે છે, સિવાય કે દુર્લભ કિસ્સામાં જ્યાં વેક્યૂમ ટ્યુબમાં બિન-રેખીયતા અસામાન્ય રીતે રેખીય એમ્પ્લીફાયર ઉત્પન્ન કરતી એકબીજાને રદ કરે છે. સંદર્ભો અન્ય સંદર્ભો; બ્લેક દ્વારા ટર્મનની પ્રેરણા અને નકારાત્મક પ્રતિસાદ અને ફિક્સ્ડ-ફ્રિક્વન્સી ઓડિયો ઓસિલેટર વિશે 1930 ના દાયકાના અંતમાં તેમના ગ્રેજ્યુએટ સેમિનારની વાત કરે છે; હ્યુવલેટ માસ્ટર્સને સમાપ્ત કરે છે અને ઇજનેરોના થીસીસની શોધ કરે છે; 1939 માં સાન ફ્રાન્સિસ્કો પેટન્ટ એટર્નીની ભરતી. ટ્યુબ ઓવરલોડિંગ વિના ઓસિલેટરની આવર્તન અને કંપનવિસ્તાર સ્થિરીકરણ. પુલને સંતુલિત કરવા માટે ટંગસ્ટન લેમ્પનો ઉપયોગ કરે છે. . તે દર્શાવે છે કે વેન બ્રિજ ઓસિલેટરના ઝડપી કંપનવિસ્તાર પતાવટ માટે એમ્પ્લીફાયર બિન-રેખીયતાની જરૂર છે. ; વિએન, બ્રિગ્ડ-ટી, ટ્વીન-ટી ઓસિલેટર; હ્યુવલેટ સ્ટેનફોર્ડમાંથી સ્નાતક થયા અને સંશોધન કરવામાં એક વર્ષ વિતાવ્યું; પછી તેઓ તેમના માસ્ટર્સ મેળવવા માટે એમ. આઈ. ટી. જાય છે. હ્યુવલેટ સેનામાં જોડાય છે, પરંતુ 1936માં તેને રજા આપવામાં આવે છે. (ડાયોડ મર્યાદિત) બાહ્ય કડીઓ મોડલ 200એ ઓડિયો ઓસિલેટર, 1939, એચપી વર્ચ્યુઅલ મ્યુઝિયમ. સ્પાઇસ સિમ્યુલેશન સહિત વિએન બ્રિજ ઓસિલેટર. સિમ્યુલેશનમાં "વિએન બ્રિજ ઓસિલેટર" એ કંપનવિસ્તાર સ્થિરીકરણ સાથે ઓછી વિકૃતિ ડિઝાઇન નથી; તે ડાયોડ લિમિટર સાથે વધુ પરંપરાગત ઓસિલેટર છે. વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરનું ઓનલાઇન સિમ્યુલેટર-વિએન બ્રિજ ઓસિલેટરનું ઓનલાઇન સિમ્યુલેશન આપે છે. બિલ હ્યુવલેટ અને તેમના મેજિક લેમ્પ, ક્લિફ્ટન લેબોરેટરીઝ (કાગળના અંતે એક્ક્સ એડવર્ડ એલ. ગિન્ઝટન.) (16 જૂન 1938ના રોજ 13મા વાર્ષિક સંમેલનમાં રજૂ કરાયેલી, હસ્તપ્રત 22 નવેમ્બર 1938ના રોજ પ્રાપ્ત થઈ, 1 ઓગસ્ટ 1939ના રોજ સંક્ષિપ્ત કરવામાં આવી); 16 જૂન 1938ના રોજ 13મા વાર્ષિક સંમેલનમાં પણ મેચમ રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. BSTJ જુઓ. પેસિફિક કોસ્ટ કન્વેન્શન, પોર્ટલેન્ડ, ઓઆર, 11 ઓગસ્ટ 1938માં પણ રજૂ કરાયેલ, § નકારાત્મક પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરતા પ્રતિકાર-સ્થિર ઓસિલેટર, જણાવે છે કે "સામાન્ય પ્રતિકાર-સ્થિર ઓસિલેટરની ચર્ચા માટે એફ. ઇ. ટર્મનના પૃષ્ઠો 283-289 જુઓ, 'રેડિયો એન્જિનિયરિંગમાં માપન,' મેકગ્રો-હિલ બુક કંપની, ન્યૂયોર્ક, એનવાય, (1935)". (ડાયોડ મર્યાદિત) જણાવે છે કે, "આ ઓસિલેટર [હેવલેટનું] કંઈક અંશે એચ. એચ. સ્કોટ દ્વારા 'એક નવી પ્રકારની પસંદગીયુક્ત સર્કિટ અને કેટલીક એપ્લિકેશનો' પેપરમાં વર્ણવેલ જેવું જ છે. આઇ. આર. ઇ., વોલ્યુમ 26, પીપી. 226-236; ફેબ્રુઆરી, (1938), જોકે સંખ્યાબંધ બાબતોમાં અલગ છે, જેમ કે કંપનવિસ્તાર નિયંત્રણ સાથે પ્રદાન કરવામાં આવે છે અને ચલ અવરોધકોને બદલે ચલ કન્ડેન્સર દ્વારા આવર્તનને સમાયોજિત કરવામાં આવે છે. પછીનું લક્ષણ અવરોધને a થી ગ્રાઉન્ડ અચળાંક બનાવે છે કારણ કે કેપેસિટન્સ આવર્તનને બદલવા માટે વૈવિધ્યસભર છે, અને તેથી એમ્પ્લીફાયર સર્કિટની ડિઝાઇનને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવે છે. http://www.radiomuseum.org/forum/single_pentode_wien_bridge_oscillator.html http://www.americanradiohistory.com/Archive-Bell-Laboratories-Record/40s/Bell-Laboratories-Record-1945-12.pdf બ્લેક બાયો ધરાવે છે; "સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ફીડબેક એમ્પ્લીફાયર" એ 1934માં ઇનામ જીત્યું હતું. પાછળથી (31 ડિસેમ્બર 1940) શ્રેણીબદ્ધ પ્રતિધ્વનિત સર્કિટનો ઉપયોગ કરીને બહુ-આવર્તન પુલ-સ્થિર ઓસિલેટર વિશે મીચમ પેટન્ટ. ઇલેક્ટ્રોનિક ઓસિલેટર એનાલોગ સર્કિટ્સ ઇલેક્ટ્રોનિક પરીક્ષણ સાધનો