10.5. Генераторы синусоидальных колебаний

ляют собой ус л тели мощности, усиливающие сигналы автогенера-

торов малой мощности [14].

Услов

возн

. Положительная обратная

кновения

связь (ОС) является главной осо енностью всех генераторов, постро-

енных на операц онных усилителях. При работе операционного уси-

лителя с положительной ОС можно выразить коэффициент усиления

такого генератора через коэффициент усиления усилителя без поло-

колебаний

жительной ОС Ku:

Kг =

Ku

,

(10.82)

(1

− K

β)

u

А

где β – коэффициент передачи цепи положительной ОС.

Условием самовозбуждения

генератора является

бесконечное

значение Kг, что в случае положительной ОС выполняется при Kuβ = 1.

Это означает, что усилитель создаёт выходной сигнал в отсутствие

И

входного за счёт своего же выходаД. Обычно β и Ku зависят от частоты,

в этом случае условие генерации можно записать в виде

Ku (ω)

β(ω)

=1;

(10.83)

ϕ(ω)+

ψ(ω)

= 2πn,

По типу используемой цепи обратной связи различают LC- и

RC-генераторы. В LC-генераторах (рис. 10.65, а) частота колебаний

выходного напряжения определяется резонансной частотой парал-

лельного колебательного LC-контура

f0

=

2π

1 .

(10.84)

LC

Усилитель автогенератора охвачен двумя цепями ОС, обеспечи-

вающими реж мы балансов амплитуд и фаз. Баланс амплитуд уста-

навливается цепью отр цательной ОС, состоящей из резисторов R1 и

R2. её помощью задаётся требуемый коэффициент усиления

С

Ku (ω) = R2 .

(10.85)

R1

Баланс фаз о еспечивает цепь положительной ОС, состоящая из

R

параллельног

LC-контура. Коэффици-

резистора

ент передачи цепи положительной ОС

β = U LC =

R0

,

(10.86)

U

вых

R + R

0

колебательного

где R0 – резонансное сопротивление параллельного контура.

R1

R2

А

Uвых

КР

C

а

б

Uвых

C

R

Д

R

ULC

C

L

C

в

И

R

Uвых

C

Рис. 10.65. Автогенераторы:

в – RC-генератор с мостом Вина

ного электр ческого поля в ней возникают упругие механические ко-

лебания (обратный пьезоэффект), приводящие, в свою очередь, к по-

С

гранях пластинки.

явлению зарядов

Как прав ло, LC-генераторы предназначаются для работы в ав-

томатиз рованных

змерительно-вычислительных

комплексах

и

обеспеч вают возможность дистанционного управления частотой и

уровнем выходного

. Дискретность установки частоты со-

напряжения

ставляет 0,01 Гц.

Техн

ческ е характеристики LC-генераторов в диапазонах дос-

таточно низких частот существенно ухудшаются из-за резкого возрас-

тания величинбиндуктивностей и ёмкостей колебательного контура и

соответствующих им размеров катушек индуктивностей и конденса-

торов. Кроме того, их трудно перестраивать по частоте в широких

пределах. Поэтому в низкочастотных генераторах гармонических ко-

лебаний в качестве колебательных систем и цепей положительной об-

А

ратной связи используют частотно-избирательные RC-цепи. Такие ге-

нераторы называют RC-генераторами.

Обычно в RC-генераторах включают мост Вина, который осу-

ществляет сдвиг фазы сигнала обратной связи на 180º. Генератор на

основе моста Вина (рис. 10.65, в)Дявляется одним из наиболее простых

и известных, он широко используется в аудиосхемах. Достоинство

этой схемы – малое количество применённых деталей и хорошая ста-

бильность

частоты. Частота

гармонических

колебаний

в

RC-генераторе с мостом Вина

1

И

f =

.

(10.87)

2πRC