1. Мягкий режим (мягкое возбуждение)
При включении питания:
Любые шумы или возмущения в системе усиливаются
Генератор начинает генерировать сам (без внешнего толчка)
Проще реализовать
2. Жёсткий режим (жёсткое возбуждение)
При включении питания:
Генератор не начинает работать сам
Для запуска нужен внешний сигнал достаточной амплитуды
Сложнее реализовать
📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 11] (Lecture 11)
18. Генераторы гармонических колебаний (lc и rc)
Общее назначение: Генераторы гармонических (синусоидальных) колебаний необходимы для получения чистого синусоидального сигнала на заданной частоте.
18.1 LC-ГЕНЕРАТОРЫ
Структура: Усилитель + LC-контур (колебательный контур) + положительная обратная связь
Принцип работы:
LC-контур образует резонансную цепь, обладающую хорошими фильтрующими свойствами
В контуре возникают колебания с резонансной частотой
Часть энергии из контура подаётся на вход усилителя в виде положительной ОС
Усилитель пополняет энергию контура, компенсируя потери
Колебания становятся незатухающими
Резонансная частота LC-контура:
Типовые схемы LC-генераторов:
С трансформаторной ОС — часть энергии снимается со вторичной обмотки трансформатора на коллекторе
С автотрансформаторной ОС — часть витков индуктивности служит одновременно нагрузкой и обратной связью
С ёмкостной трёхточкой — напряжение ОС снимается с одного из конденсаторов делителя
Характеристики:
Высокая стабильность частоты — определяется резонансной частотой LC-контура
Малый коэффициент гармоник — LC-контур действует как фильтр, подавляя гармоники
Выходной сигнал близок к синусоидальному
Недостатки:
Громоздкость и дороговизна индуктивности — особенно на низких частотах
Трудность получения высокостабильных индуктивностей — температурная зависимость
Применение: Высокочастотные генераторы (радиопередатчики, генераторы для испытаний).
18.2 RC-ГЕНЕРАТОРЫ
Структура: Усилитель + фазовращающая RC-цепь (или мост: мост Вина, двойной T-мост) + положительная обратная связь
Принцип работы (на примере фазовращающей цепи):
Усилитель с ОЭ сдвигает фазу входного сигнала на 180°
Фазовращающая RC-цепочка (обычно трёхзвенная) добавляет дополнительный сдвиг на 180° на одной определённой частоте
Суммарный сдвиг = 180° + 180° = 360° (положительная ОС)
На этой частоте выполняются условия баланса фаз и амплитуд
На других частотах условия не выполняются → колебания затухают
Резонансная частота для трёхзвенной цепочки:
Затухание в фазовращающей цепочке:
Затухание на резонансной частоте ≈ 29 (если звенья одинаковые), поэтому коэффициент усиления усилителя должен быть не менее 29 для выполнения условия баланса амплитуд.
Характеристики:
Возможность перестройки — изменяя R или C, можно менять частоту в широком диапазоне
Компактность — не требуются крупные индуктивности
Можно интегрировать — идеальны для микросхем на ОУ
Работают на низких частотах — от долей герца до сотен килогерц
Недостатки:
Менее стабильны — зависят от параметров R и C
Повышенные требования к коэффициенту усиления
Типовые структуры RC-генераторов:
С фазовращающей цепочкой — для фиксированной частоты
С мостом Вина — для перестраиваемой частоты, более простая
С двойным T-мостом — для глубокого подавления помех
Практические примеры:
Генератор звуковой частоты — типичная область применения
Сигнал-генератор лабораторный — охватывает широкий диапазон частот
Генератор функций на ОУ — может генерировать синус, треугольник, прямоугольные импульсы
📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 11] (Lecture 11)
РЕКОМЕНДАЦИИ К ОТВЕТАМ НА ЭКЗАМЕНЕ
По словам преподавателя: