Przedmiotem wynalazku jest generator Wiena- -Robinsona o duzej stabilnosci czestotliwosci zrea¬ lizowany w ukladzie mostka Wiena-Robinsona za¬ wierajacy wzmacniacz operacyjny wprowadzajacy przesuniecie fazowe równe 90° dla sygnalów o czestotliwosci drgan wlasnych generatora i w pasmie czestotliwosciowym w poblizu czestotliwosci drgan wlasnych, objety dodatnim sprzezeniem zwrotnym zaleznym od czestotliwosci i ujemnym sprzezeniem zwrotnym zaleznym od amplitudy, w którym galaz sprzezenia zwrotnego zaleznego od czestotliwosci sklada sie z szeregowego czlonu RC i z równoleglego czlonu RC wlaczonych szeregowo miedzy wyjsciem wzmacniacza opracyjnego i wspól¬ nym punktem ukladu, którego punkt podzialu jest polaczony z nieodwracajacym wejsciem wzmacnia¬ cza operacyjnego, w której to galezi sprzezenia zwrotnego zaleznego od czestotliwosci parametry czlonów RC spelniaja warunek RC =— - r= L 39 frl L A0 f0 J gdzie: R — wartosc rezystancji rezystora R czlo¬ nu RC, C — wartosc pojemnosci kondensatora C czlonu RC, tT — czetsotliwosc wytwarzanych drgan, f0 — czestotliwosc odpowiadajaca czestotli- i wosci w pierwszym punkcie charakte¬ rystycznym charakterystyki czestotli¬ wosciowej wzmacniacza operacyjnego (diagrama Bode'egofr, A0 — wzmocnienie podstawowe wzmacnia¬ cza operacyjnego, i w którym zalezna od amplitudy galaz sprzezenia zwrotnego stanowi dzielnik napiecia wlaczony miedzy wyjsciem wzmacniacza a wspólnym punktem ukladu, którego punkt podzialu jest dolaczony do wejscia odwraca¬ jacego wzmacniacza operacyjnego, w którym to dzielniku napiecia pierwszy czlon wlaczony miedzy wyjsciem wzmacniacza operacyjnego a wejsciem odwracajacym zawiera polaczone szeregowo rezys¬ tor i wlaczone równolegle diody tak, iz kierunki ich przewodzenia sa przeciwne, a drugi czlon tego dzielnika wlaczony miedzy wejsciem odwracajacym wzmacniacza operacyjnego a wspólnym punktem ukladu zawiera rezystor, przy czym wspólczynnik b podzialu napiecia przez dzielnik napiecia wla¬ czony w galezi sprzezenia zwrotnego zaleznego od amplitudy spelnia warunek Zgodnie z wynalazkiem pierwszy czlon dzielnika napiecia wlaczonego w galezi sprzezenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego zaleznego od amplitudy zawiera drugi rezystor wlaczony równolegle do po¬ laczonych równolegle diod, a drugi czlon tego dziel¬ nika zawiera termistor polaczony szeregowo z re¬ zystorem obwód równolegly wlaczony miedzy rezys¬ torem a wspólnym punktem ukladu skladajacy sie z polaczonych szeregowo termistora i drugiego re¬ zystora i trzeciego rezystora wlaczonego równo¬ legle do galezi zawierajacej termistor.Generator wedlug wynalazku zapewnia mozli¬ wosc wytwarzania stabilnych drgan w zakresie temperatur nawet o 50°C przewyzszajacych usta¬ lona temperature robocza, przy stabilnosci poziomu sygnalu wyjsciowego rzedu 10-* i przy stabilnosci czestotliwosci rzedu 10~~4. Mianowicie, generator wedlug wynalazku moze generowac drgania nawet przy temperaturze 90°C, a przy zmianach tempera¬ tury w zakresie ±25°C wzgledem temperatury ro¬ boczej. Dokladnosc czestotliwosci zbliza sie do dokladnosci generatorów kwarcowych pracujacych bez termostatów.Rozwiazanie wedlug wynalazku jest blizej objas¬ nione w przykladzie wykonania w oparciu o zala¬ czony rysunek, na którym przedstawiono schemat ideowy generatora.Galaz sprzezenia zwrotnego zaleznego od ampli¬ tudy zawiera dzielnik napiecia, którego pierwszy czlon stanowi rezystor Ri polaczony szeregowo z obwodem skladajacym sie z dwóch diod Di i D2 polaczonych równolegle tak, iz kierunki przewodze¬ nia tych diod sa przeciwne. Równolegle do tych diod wlaczony jest rezystor równolegly Ra, 10 15 50 55 95123 572 5 6 * Drugi czlon tego dzielnika napiecia sklada sie z rezystora R5, do którego szeregowo dolaczony jest termistor I i rezystor R8. Równolegle do polaczo¬ nych szeregowo terrnistora T i rezystora Rs dola¬ czony jest rezystor R4, przy czym wartosci rezy¬ stancji rezystorów Rs, R4 Rs musza byc dobierane w zaleznosci od charakterystyki terrnistora T re¬ zystancja — temperatura tak, aby, mimo zaleznosci od temperatury napiecia na diodach ograniczaja¬ cych, nie zmieniala sie amplituda napiecia sinuso¬ idalnego doprowadzanego z powrotem z wyjscia wzmacniacza operacyjnego do wejscia odwracaja¬ cego w warunkach zmiennych temperatur.Tak wiec amplituda wyjsciowa pozostaje stala lub zmienia sie w bardzo malym stopniu, a zmiany co do wartosci i kierunku sa takie, iz nastepuje kom¬ pensacja zmian czestotliwosci wywolanych zalez¬ noscia od tmperatury parametrów elementów skla¬ dowych generatora wyznaczajacych czestotliwosc drgan generatora. Stosunek podzialu napiecia w galezi sprzezenia zwrotnego zaleznego od ampli¬ tudy zawierajacej dzielnik napiecia jest nastepu¬ jaca ^ J -1 W korzystnym wykonaniu generatora wedlug wy¬ nalazku zastosowano polaczenie wyjscia generatora z obciazeniem poprzez stopien separujacy. Wyna¬ lazek moze byc objasniony na podstawie zalaczo¬ nego rysunku.Jak widac z rysunku wzmacniacz operacyjny E ma zapewnione sprzezenie zwrotne z wyjscia, do obu jego wejsc, a mianowicie za pomoca selektyw¬ nego obwodu zawierajacego rezystor R i konden¬ sator C tworzacego obwód dodatniego sprzezenia zwrotnego zaleznego od czestotliwosci, i za pomoca obwodu ujemnego sprzezenia zwrotnego zawiera¬ jacego diody, rezystor i termistor. Selektywny obwód sprzezenia zwrotnego sklada sie z szerego¬ wego czlonu RC i równoleglego czlonu RC, które tworza dzielnik napiecia. Punkt podzialu dzielnika napiecia jest polaczony z nieodwracajacym wej¬ sciem wzmacniacza operacyjnego E. Selektywna galaz sprzezenia zwrotnego mozna opisac przy po¬ mocy nastepujacego równania: RC= -—l - 1 ». '. J gdzie: R — wartosc rezystancji rezystorów znaj¬ dujacych sie w obwodzie sprzezenia zwrotnego; C — wartosc pojemnosci kondensatorów znajdujacych sie w obwodzie sprzeze¬ nia zwrotnego; lr — czestotliwosc wytwarzanych drgan; A0— podstawowe wzmocnienie wzmacnia¬ cza operacyjnego; f0 — czestotliwosc pierwszego punktu cha¬ rakterystycznego charakterystyki czes¬ totliwosci wzmacniacza operacyjnego.Wzmocnienie podstawowe A0 wzmacnicza ope¬ racyjnego i czestotliwosc f0 mozna wyznaczyc sto¬ sunkowo latwo dla wzmacniacza operacyjnego E.Sposób wyznaczania zalezy od typu zastosowanego wzmacniacza operacyjnego E, którego dane mozna znalezc w katalogach. Waznym jest, jednakze to, 1 ze wzmocnienie podstawowe A0 musi byc usta¬ wione przy takiej czestotliwosci f, która jest mniej¬ sza o kilka rzedów wielkosci od czestotliwosci pierwszego punktu odciecia f0, a mozliwa czestotli¬ wosc drugiego punktu odciecia powinna byc wiek¬ sza o kilka rzedów wielkosci od czestotliwosci f wytwanzanych drgan. Wzmacniacz operacyjny jest objety sprzezeniem zwrotnym zaleznym od ampli¬ tudy, którego obwód jest polaczony z wejsciem odwracajacym.Galaz sprzezenia zwrotnego zaleznego od ampli¬ tudy sklada sie z rezystorów Ri i R% polaczonych szeregowo oraz z diod Di i D2 polaczonych równo¬ legle z rezystorem R2. Diody Di i D2 sa polaczone tak, ze kierunki przewodzenda ich sa przeciwne.Obwód ten tworzy jeden z czlonów dzielnika na¬ piecia. Punkt podzialu dzielnika napiecia jest po¬ laczony z odwracajacym wejsciem wzmacniacza operacyjnego E. Drugi czlon tego dzielnika napiecia zawiera.2 rezystory R5 d R4 polaczone szeregowo.Termistor T polaczony szeregowo z rezystorem R3 jest dolaczony równolegle do rezystora R«.Dzielnik napiecia 3 jest polaczony ze wspólnym punktem ukjadu. Przy odpowiednich wartosciach elementów skladowych galaz sprzezenia zwrotnego zaleznego od amplitudy staje sie dzielnikiem na¬ piecia o stosunku podzialu napiecia zaleznym od temperatury i amplitudy. Galaz sprzezenia zwrot¬ nego zaleznego od czestotliwosci moze byc opisana nastepujacymi równaniami Stosunek podzialu okresla sie nastepujaco: [+RT)»R4]+R6 [(R3+RT-R4l+R5+Ri+R, =b< 3 1 +^M-l gdze: RT — rezystancja terrnistora dla dowolnej temperatury z zakresu temperatur kompensowania; Ri, R2, Rj, R4, Rb — wartosci rezystancji re¬ zystorów znajdujacych sie w galezi sprzezenia zwrotnego; b — stosunk podzialu w galezi sprzezenia zwrotnego zaleznego od czestotliwosci.Amplituda sygnalu wyjsciowego generatora moze byc ustawiana przez zmiane stosunku R1/R2. Gene¬ rator wedlug wynalazku jest bardzo malo czuly na wahania napiecia zasilania. Jezeli w czasie pracy wzmacniacza napiecia zasilania zawsze miesci sie w dopuszczlnym zakresie zmian napiecia zasilania wzmacniacza nie bedzie ograniczac amplitudy drgan generatora, a czestotliwosc drgan generatora bedzie praktycznie niezalezna od napiecia zasilania.Nawet wówczas, gdy jest wymagana wieksza sta¬ bilnosc czestotliwosci (10~5), musi byc zapewniona stabilna temperatura dla wszystkich elementów ge¬ neratora (rezystorów, kondensatorów, wzmacniacza operacyjnego).. Mozna to zrealizowac na przyklad tak, iz caly uklad bedzie umieszczony w oslonie termoizolacyjnej wypelnionej substancja o stosun- 15 20 25 90 35 40 45 10 55 60T 123 572 8 kowo dobrej przewodnosci cieplnej lub na przyklad poprzez zamocowanie wszystkich elementów i czesci ukladu na jednej wspólnej podstawie aluminiowej w oslonie termoizolujacej.Jak juz zaznaczono powyzej, generatory sa rów¬ niez czule na zmiany impedancji obciazenia. Gene¬ rator moze byc zabezpieczony przed skutkami zmia¬ ny impedancji obciazenia poprzez zalaczenie dobrze znanych stopni separujacych na wzmacniaczu bu¬ forowego zrealizowanego w ukladzie wtórnika emi- terowego miedzy stopniem generatora a obwodem stanowiacym obciazenie. W przypadku, gdy sygnal wyjsciowy powinien miec ksztalt prostokatny, wów¬ czas jako stopien separujacy wykorzystuje sie komparator.Jak wynika z powyzszego opisu, uklad propono¬ wanego generatora wedlug wynalazku nadaje sie do realizacji przy zastosowaniu wzglednie prostych srodków. Takie generatory odznaczaja sie stabil¬ noscia czestotliwosci rzedu 10-4 jak równiez wyso-t ka stabilnoscia amplitudy i dokladnoscia czestotli¬ wosci w szerokim zakresie temperatur i w dlugich okresach czasu.Zastrzezenie patentowe Generator Wiena-Robinsona o duzej stabilnosci czestotliwosci zrealizowany w ukladzie mostka Wiena-Robinsona zawierajacy wzmacniacz opera¬ cyjny wprowadzajacy przesuniecie fazowe równe 90° dla sygnalów o czestotliwosci drgan wlasnych generatora i w pasmie czestotliwosciowym w pobli¬ zu czestotliwosci drgan wlasnych, objety dodatnim sprzezeniem zwrotnym- zaleznym od czestotliwosci i ujemnym sprzezeniem zwrotnym zaleznym od amplitudy, w którym galaz sprzezenia zwrotnego zaleznego od czestotliwosci sklada sie z szerego¬ wego czlonu RC i z równoleglego czlonu RC wla¬ czonych szeregowo miedzy wyjsciem wzmacniacza operacyjnego i wspólnym punktem ukladu, którego punkt podzialu jest polaczony z nieodwracajacym wejsciem wzmacniacza operacyjnego, w której to galezi sprzezenia zwrotnego zaleznego od czestotli¬ wosci parametry czlonów RC spelniaja warunek 1 RC= \< 3'9 f-1 \ n fr- L A0 f0 J gdzie: R — wartosc rezystancji rezystora R czlo¬ nu RC, C — wartosc pojemnosci kondensatora C czlonu RC, s f r — czestotliwosc wytwarzanych drgan, f0 — czestotliwosc odpowiadajaca czestotli¬ wosci w pierwszym punkcie charakte¬ rystycznym charakterystyki czestotli¬ wosciowej wzmacniacza operacyjnego io (diagrama Bode'ego), A0— wzmocnienie podstawowe wzmacnia¬ cza operacyjnego, i w którym zalezna od amplitudy galaz sprzezenia zwrotnego stanowi dzielnik napiecia wlaczony , miedzy wyjsciem 15 wzmacniacza a wspólnym punktem ukladu, któ¬ rego punkt podzialu jest dolaczony do wejscia od¬ wracajacego wzmacniacza operacyjnego, w którym to dzielniku napiecia pierwszy czlon wlaczony miedzy wyjsciem wzmacniacza operacyjnego a wej- 20 sciem odwracajacym zawiera polaczone szeregowo rezystor i wlaczone równolegle diody tak, iz kie¬ runki ich przewodzenia sa przeciwne, a drugi czlon tego dzielnika wlaczony miedzy wejsciem odwra¬ cajacym wzmacniacza operacyjnego a wspólnym 25 punktem ukladu zawiera rezystor, przy czym wspólczynnik b podzialu napiecia przez dzielnik napiecia wlaczony w galezi sprzezenia zwrotnego zaleznego od amplitudy spelnia warunek 40 ¦*-r i l+- 64 k d znamienny tym, ze pierwszy czlon dzielnika napie¬ cia wlaczonego w galezi sprzezenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego (E) zaleznego od ampli¬ tudy zawiera drugi rezystor (R2) wlaczony równo¬ legle do polaczonych równolegle diod (Di, D2), a drugi czlon tego dzielnika zawiera termistor (T) polaczony szeregowo z rezystorem (R5) obwód rów¬ nolegly wlaczony miedzy rezystorem (R5) a wspól¬ nym punktem ukladu skladajacy sie z polaczonych szeregowo termistora (T) i drugiego rezystora (R3) i trzeciego rezystora (R4) wlaczonego równolegle 43 do galezi zawierajacej termistor (T).123 572 JL O—H- flf W- t& 1 *« PLThe subject of the invention is a Wien-Robinson generator with high frequency stability, implemented in the Wien-Robinson bridge system, containing an operational amplifier introducing a phase shift equal to 90 ° for signals with the generator's own vibration frequency and in a frequency band in the positive vibration distance a frequency-dependent feedback and a negative amplitude-dependent feedback, in which the frequency-dependent feedback branch consists of a serial RC member and a parallel RC member connected in series between the output of the operational amplifier and the common point of the system, whose partition point is non-inverting input of the operational amplifier, in which the frequency-dependent feedback branches meet the RC condition = - - r = L 39 frl L A0 f0 J where: R - resistance value of the resistor R of the RC part, C - value capacitance capacitor a C of the RC member, tT - frequency of generated vibrations, f0 - frequency corresponding to the frequency and frequency in the first characteristic point of the operational amplifier's frequency characteristic (Bode'egofr diagram, A0 - basic amplification of the operational amplification, and in which it depends on the amplitude of the feedback branch is a voltage divider connected between the output of the amplifier and the common point of the system, the division point of which is connected to the input of the inverting operational amplifier, in which the first voltage divider connected between the output of the operational amplifier and the inverting input contains a series-connected resistor and the diodes are switched on in parallel so that their conduction directions are opposite, and the other part of this divider connected between the inverting input of the operational amplifier and the common point of the system contains a resistor, the factor b for dividing the voltage by the voltage divider is included in the junction of the turn According to the invention, the first voltage divider part connected in the feedback branch of the amplitude-dependent operational amplifier comprises a second resistor connected in parallel to the diodes connected in parallel, and the second part of the divider comprises a thermistor in series with the resistor. a parallel circuit connected between the resistor and the common point of the system consisting of a thermistor connected in series and a second resistor and a third resistor connected parallel to the branch containing the thermistor. The generator according to the invention provides the possibility of producing stable vibrations in the temperature range up to 50 ° C above the preset operating temperature, with a stable output level of 10- * and with a frequency stability of 10 ~~ 4. Namely, the generator according to the invention is capable of generating vibrations even at a temperature of 90 ° C, and with temperature changes in the range of ± 25 ° C with respect to the operating temperature. The frequency accuracy is close to the accuracy of quartz generators operating without thermostats. The solution according to the invention is explained in more detail in the example of the embodiment on the basis of the attached drawing, which shows a schematic diagram of the generator. The invention of the feedback depending on the amplitude, includes a voltage divider, the first element of which is a resistor Ri connected in series with a circuit consisting of two diodes Di and D2 connected in parallel, so that the directions of the diodes are opposite. Parallel to these diodes is connected a parallel resistor Ra, 10 15 50 55 95 123 572 5 6 * The second part of this voltage divider consists of a resistor R5, to which a thermistor I and a resistor R8 are connected in series. Parallel to the series-connected thermistor T and the resistor Rs a resistor R4 is added, the values of the resistance of the resistors Rs, R4Rs must be selected depending on the characteristics of the thermistor T resistance - temperature, so that, despite the dependence on voltage on the limiting diodes, the amplitude of the sinusoidal voltage fed back from the op-amp output to the inverting input under conditions of changing temperatures did not change, so the output amplitude remains constant or varies very little, and changes to the value and direction are such that there is a compensation for the induced frequency changes depending on the temperature of the parameters of the generator components determining the generator vibration frequency. The voltage-sharing ratio in the feedback branch depending on the amplitude containing the voltage divider is as follows. In a preferred embodiment of the generator according to the invention, the generator output is connected to the load through a separating stage. The invention can be explained on the basis of the attached drawing. As it can be seen from the drawing, the operational amplifier E is provided with feedback from the output to both its inputs, namely by means of a selective circuit consisting of a resistor R and a capacitor C forming the circuit a frequency-dependent positive feedback circuit, and a negative feedback circuit comprising a diode, a resistor and a thermistor. The selective feedback circuit consists of a series RC member and a parallel RC member formed by a voltage divider. The split point of the voltage divider is connected to the non-inverting input of the operational amplifier E. The selective feedback branch can be described by the following equation: RC = -—l-1 ”. '. J where: R - value of the resistance of the resistors in the feedback circuit; C - value of the capacitance of the capacitors in the feedback circuit; lr - frequency of generated vibrations; A0 - basic amplification of an operational amplifier; f0 - frequency of the first characteristic point of the frequency characteristic of the operational amplifier. The basic gain A0 of the operational amplifier and the frequency of f0 can be determined relatively easily for the operational amplifier E. The method of determining depends on the type of operational amplifier E used, the data of which can be found in directories. It is important, however, that the basic gain A0 must be set at such a frequency f which is several orders of magnitude smaller than the frequency of the first cutoff point f0, and the possible frequency of the second cutoff point should be greater by several orders of magnitude from the frequency f of the generated vibrations. The operational amplifier has a feedback dependent on the amplitude, the circuit of which is connected to the inverting input. The feedback section of the amplitude dependent consists of resistors Ri and R% connected in series, and diodes Di and D2 connected in parallel with the resistor. R2. Diodes Di and D2 are connected in such a way that the directions of their conductors are opposite. This circuit forms one of the voltage divider members. The dividing point of the voltage divider is connected to the inverting input of the operational amplifier E. The second part of this voltage divider contains 2 resistors R5 d R4 connected in series. The thermistor T connected in series with the resistor R3 is connected in parallel to the resistor R. The voltage divider 3 is connected with a common joint point. With appropriate values of the components, the amplitude feedback branch becomes a voltage divider with a voltage distribution ratio depending on temperature and amplitude. The frequency-dependent feedback gala can be described by the following equations. The partition ratio is defined as: [+ RT) »R4] + R6 [(R3 + RT-R4l + R5 + Ri + R, = b <3 1 + ^ Ml where: RT - thermistor resistance for any temperature in the compensation temperature range; Ri, R2, Rj, R4, Rb - resistance values of resistors located in the feedback section; b - division ratio in the feedback section depending on the frequency. Signal amplitude. The generator output voltage can be set by changing the ratio R1 / R2. According to the invention, the generator is very insensitive to voltage fluctuations. If, during the operation of the power amplifier, the power voltage is always within the allowable range of power voltage changes of the amplifier, it will not limit the oscillation amplitude of the generator, and the generator frequency will be practically independent of the supply voltage. Even when higher frequency stability (10 ~ 5) is required, it must be ensured it is a stable temperature for all generator elements (resistors, capacitors, operational amplifier). This can be done, for example, so that the entire system is placed in a heat-insulating shell filled with a substance with a ratio of 572 with good thermal conductivity or, for example, by mounting all components and parts of the system on one common aluminum base in a heat insulating shell. As already noted above, the generators are also sensitive to changes in load impedance. The generator can be protected against the effects of a change in load impedance by including well-known isolation stages on a buffer amplifier implemented in an emitter follower circuit between the generator stage and the load circuit. In the event that the output signal should have a rectangular shape, then a comparator is used as the separating stage. As it follows from the above description, the arrangement of the proposed generator according to the invention is suitable for implementation with relatively simple means. Such generators are distinguished by the frequency stability of the order of 10-4 as well as the high amplitude stability and the frequency accuracy over a wide temperature range and over long periods of time. Patent claim The Spring-Robinson generator with a long frequency stability implemented in the Wiena-bridge system Robinson, containing an operational amplifier introducing a phase shift equal to 90 ° for signals with the generator's own vibration frequency and in a frequency band close to the natural frequency, with a positive feedback - depending on the frequency and a negative feedback depending on the frequency and negative feedback frequency feedback consists of a serial RC member and a parallel RC member connected in series between the output of the operational amplifier and a common point of the system, the split point of which is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, in which The parameters of the RC elements meet the condition of 1 RC = \ <3'9 f-1 \ n fr- L A0 f0 J where: R - resistance value of the resistor R of the RC element, C - value of the capacitor C part RC, sfr - frequency of generated vibrations, f0 - frequency corresponding to the frequency in the first characteristic point of the frequency characteristic of the operational amplifier io (Bode diagram), A0 - basic amplification of the operational amplification, and in which it depends on the amplitude The feedback branch is a voltage divider connected between the output 15 of the amplifier and the common point of the circuit, the division point of which is connected to the input of the returning operational amplifier, in which the voltage divider is the first stage connected between the output of the operational amplifier and the inverting input it contains a series-connected resistor and diodes connected in parallel so that their conduction directions are opposite, and the other This divider connected between the inverting input of the operational amplifier and the common point of the system includes a resistor, the factor b of the division of the voltage by the voltage divider connected in the amplitude feedback branch satisfies the condition of 40 ¦ * -ri l + - 64 kd, characterized by the fact that the first part of the voltage divider connected in the feedback section of the amplified operational amplifier (E) contains a second resistor (R2) connected in parallel to diodes connected in parallel (Di, D2), and the second part of this divider contains a thermistor (T ) in series with a resistor (R5) a parallel circuit connected between a resistor (R5) and a common point of the system consisting of a thermistor (T) connected in series and a second resistor (R3) and a third resistor (R4) connected in parallel 43 to the branch containing a thermistor (T) .123 572 JL O — H- flf W- t & 1 * «PL