5.2 Генераторы гармонических сигналов.
В генераторах гармонических сигналов цепь положительной обратной связи выполняется таким образом, чтобы условие баланса фаз выполнялось на одной единственной частоте, на которой также выполняется условие баланса амплитуд.
Н
аиболее
распространенными генераторами
гармонических сигналов являются
генераторы, в которых цепь положительной
обратной связи выполнена на последовательных
или параллельных резонансных контурах,
на фазосдвигаю-щих RC-
или .RL-цепях. В качестве
примера рассмотрим работу LC
– генератора по схеме емкостной
трехточки ( генератор Колпица ). Сложный
контур L1C1C2
( см. рис.51 ), включенный в точках 2,3 и
<<земля>>, определяет форму
генерируемого сигнала и основную
частоту, а также необходимое условие
для поворота фазы.
Частота автоколебаний в первом приближении определяется
F=1/(2
Сk
).
Для схемы Колпица
Ck=C1
C2/(C1+C2)
Стремление уменьшить габариты и массу генераторов привели к тому, что вместо катушек индуктивности в сочетании с емкостями стали использовать резисторы. Такая замена вполне допустима в диапазоне звуковых частот и при не слишком высоких требованиях к генератору.
В RC-автогенераторах в полной мере используется принцип частотно-зависимой обратной связи. Идеальный емкостной элемент создает в цепи сдвиг фазы между током и напряжением в 900, а в сочетании с резисторами < 900. Поэтому простейший двухэлементный Г-образный четырехполюсник типа дифференцирующей RC-цепи сдвигает сигнал примерно на 900. Соединив последовательно три подобных четырехполюсника, получим возможность сдвига фазы на 1800. Один каскад на транзисторе с общим эмиттером создает сдвиг фаз между входным и выходным сигналом также в 1800. Соединив коллектор транзистора с его базой через RC-цепь, поучим усилитель, охваченный ПОС. Этим будет удовлетворено первое условие самовозбуждения. Для того чтобы удовлетворялось и второе условие, необходимое, чтобы усилитель восполнял, те потери в сигнале ОС, которые происходят в цепи на частоте генерации. Описанная идея реализована в схеме RC-генератора , показанного на рис. 52 Частота колебаний генератора определяется по формуле:
F=1/(4,9 RC)
Рис. 52
5.3 Генераторы импульсов на логических элементах ттл и таймере 555 (кр1006ви).
Рис.53
для схем ТТЛ 240 Ом < R < 470 Ом;
для схем ТТЛ 100 пФ < C < 1500 пФ.
Период генерации импульсов в схеме на рис.53: Т=2,3RC (сопротивление – килоомах; емкость – в пикофарадах; период – наносекундах).
Генератор импульсов на интегральной микросхеме – таймере типа 555 На рис.54 приведена типовая схеме генератора импульсов на таймере типа 555.
Рис.54
Период следования импульсов можно вычислить по формуле
Т=
и+
п=0,7(R1+R2)C1
Ограничительные усовия по выбору компонентов времязадающей цепи :
1 кОм < R < 10 Mom ( R=R1+R2) ; 1000 пФ < C < 100 мкФ.
Для микросхеы типа 555 диапозон допустимых напряжений Uп=4….18 В.