4. Выводы.
В генераторах с мостом Вина при достижении максимального выходного напряжения ОУ происходит ограничение амплитуды сигнала.
Для самовозбуждения генератора необходимо, чтобы коэффициент усиления был больше или равен трём.
Для выполнения баланса амплитуд в цепь включается нелинейная обратная связь.
5. Контрольные вопросы.
1. Чем отличается генератор от усилителя?
Генератору не требуется источник. Это автоколебательная система.
2. От какого устройства генератор потребляет энергию и куда отдает?
От источника постоянного напряжения. Отдаёт в цепь.
3. Как формулируется условие баланса амплитуд?
На частоте генерации модуль коэффициента усиления усилителя равен ослаблению, вносимому цепью обратной связи.
,
4. Как формулируется условие баланса фаз?
На частоте генерации фазовый сдвиг по контуру обратной связи составляет .
,
5.При каких условиях колебания в генераторе будут затухающими, расходящимися?
Если петлевое усиление на частоте генерации меньше 1, то уже возникшие колебания будут затухающими, больше 1 – расходящимися.
6. Каким образом в генераторе с мостом Вина выполняется условие баланса амплитуд?
Для выполнения в этом генераторе условия баланса амплитуд необходимо, чтобы выполнялось соотношение:
|
. |
|
(2.8)
|
Из соотношения (2.8) получаем: = 2 .
На практике приходится несколько изменить соотношение (2.8) с тем, чтобы коэффициент усиления был больше 3, при этом > 2 (см. рис. 2.4, кривая 1). Это необходимо для самовозбуждения генератора. Причём, как было отмечено ранее, колебания будут расходящимися, и ограничение амплитуды сигнала произойдёт при достижении максимального выходного напряжения ОУ . В этом случае благодаря нелинейности проходной характеристики ОУ будет автоматически устанавливаться эффективное значение = 3 (см. рис. 2.4, кривая 2, рабочая точка А). Однако такой естественный способ стабилизации амплитуды сигнала из-за резких изломов проходной характеристики ОУ связан с существенными нелинейными искажениями.
7. Почему в генераторе с мостом Вина используется неинвертирующий РУ? Как в этом случае выполняется условие баланса фаз?
8. Чем ограничивается амплитуда выходного напряжения в генераторе (см. рис.2.4)?
Коэффициентом усиления, зависящим от сопротивлений.
9. В чем состоит недостаток естественного способа стабилизации амплитуды выходного напряжения в генераторе (см. рис.2.3)?
В необходимости соблюдать соотношение = 2 .
10. Как работает генератор с НОС (см. рис.2.5)?
При малых уровнях выходного напряжения диоды VD1, VD2 практически полностью обесточены, поскольку их рабочие точки находятся в зоне нечувствительности вольтамперной характеристики диода. Сопротивления резисторов , , выбираются таким образом, чтобы выполнялось неравенство
|
. |
|
(2.10) |
При выполнении условия (2.10) в генераторе возникают колебания с увеличивающейся амплитудой (расходящийся процесс). Когда она достигнет значений 0,5…1 В, диоды VD1, VD2 открываются и включается цепь НОС, которая с ростом амплитуды выходного напряжения генератора уменьшает эффективный коэффициент усиления усилителя до значения = 3, что обеспечивает выполнение условия баланса амплитуд (2.8).
11. Почему генератор с НОС (см. рис. 2.5) имеет минимальные искажения выходного напряжения?
В таком генераторе ОУ работает в линейном режиме.