Покровский / УМК ОРЭ ч.1(для студентов) / Радиоэлектроника(часть1) / Ответы(часть1)№32

Автогенераторы - 2 -

Трехточечные автогенераторы гармонических колебаний

В большинстве схем LC-генераторов напряжение обратной связи снимает­ся с части колебательного контура, т.е. используется неполное включение. Поскольку контур при этом имеет три точки соединений (выводов), то схемы LC-генераторов (рис. 5.6) получили название трехточечных.

Упрощенная структурная схема трехточечного автогенератора, построен­ного на неинвертирующем усилителе, представлена на рис. 5.6, а. В схеме реактивные элементы z₁, z₂ и z₃ образуют колебательную систему (резо­нансный контур), с помощью которой создается частотно-зависимая положи­тельная ОС. В реальных схемах автогенераторов индуктивности и емкости контуров имеют малые омические потери, поэтому при анализе можно учитывать только их реактивные сопротивления x₁, x₂ и x₃.

Предположив, что входное сопротивление усилителя много больше модуля сопротивления элемента z₁, находим ток I_вх = U_вых/(z₁ + z₃). Тогда напряже­ние ОС

и коэффициент передачи петли положительной ОС:

Так как ОУ в автогенераторе включен по неинвертирующей схеме, то на резо­нансной частоте, для которой полное реактивное сопротивление контура

усилительный каскад не вносит в выходной сигнал фазовый сдвиг и угол φ_к = 0.

Условие баланса фаз будет выполняться в том случае, когда и цепь поло-жительной ОС не вносит фазового сдвига (φ_β = 0). Это возможно обеспечить, если x₁ и x₃ - реактивные сопротивления одинакового знака, т. е. либо оба эле­мента — емкости, либо — индуктивности. При таких предположениях для вы­полнения равенства (5.17) сопротивление x₂ должно иметь знак, противополож­ный знаку сопротивлений x₁ и x₃. Два варианта построения схем трехточечных генераторов показаны на рис. 5.6, б, в.

В схеме LC-генератора (см. рис. 5.6, б), известной в радиотехнике под назва­нием индуктивной трехточки, индуктивная ветвь параллельного контура со­держит индуктивности L₁ и L₃. Напряжение ОС с индуктивности L₁ поступает на неинвертирующий вход ОУ. Поскольку знаки мгновенных значений напряже­ний на индуктивностях L₁ и L₃ относительно их общей точки соединения одина­ковы, то ОС будет положительной. В емкостной ветви колебательного контура включен конденсатор С₂. По аналогии с индуктивной трехточкой можно построить автогенератор с емкостной трехточкой (рис. 5.6, в). В данной схеме емкостная ветвь колебательного контура содержит конденсаторы С₁ и С₃. Напряжение ОС с конденсатора С₁ поступает на неинвертирующий вход усилителя. При таком вклю­чении конденсаторов в колебательный контур, полярности мгновенных значений напряжений на их обкладках относительно общей точки соединения одинаковы, поэтому в схеме ОС — положительная.

Широкое применение в радиотехнике и системах связи находят также авто­генераторы, в которых операционные усилители включены по инвертирующей схеме. При этом достаточно в схеме рис. 5.6, б, в поменять местами индуктив­ность L₁ и емкость С₁.

Настройку LC-генератора на требуемую частоту осуществляют обычно измене­нием небольшой емкости дополнительного конденсатора, включенного параллельно основному конденсатору резонансного контура. В современных автогенераторах для изменения частоты колебаний применяют варикапы и подстройку, или даже пере­стройку частоты, производят с их помощью электронным способом.

Литературный источник: [1] страница 323.