Примеры генераторов синусоидальных напряжений.
Генератором синусоидального, или гармонического, напряжения (ГСН) называют электронное устройство, преобразующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих электрических колебаний синусоидальной формы.
1.Низкочастотные RC-генераторы.
2.Высокочастотные LC-генераторы.
3.Генераторы с пьезокристаллическими, кварцевыми и электромеханическими резонаторами.
4.Генераторы, формирующие синусоидальные сигналы из треугольных сигналов путем их плавного ограничения.
5.Генераторы, реализующие цифровые методы синтеза синусоидальных сигналов (Г4-219 раб-а основ-а на принципе прямого цифр-о синтеза частоты).
Использование лампы накаливания для обеспечения баланса амплитуд.
П
ри
подаче напряжения на схему нить лампы
холодная и сопротивление её таково,
что коэффициент усиления усилителя
больше 3. При этом на выходе генератора
амплитуда колебаний нарастает. По мере
нарастания амплитуды нить лампы
разогревается, её сопротивление нарастает
до тех пор, пока коэф-т усиления усилителя
не станет равным 3 и пока петлевое
усиление в точности не будет равен 1,
т.е. не установится баланс
амплитуд.
Постоянная времени нити не должна быть
много больше , чем период колебаний .
Достоинство: Данный генератор имеет очень выс. качество формируемого синусоид. напряжения, т.е. крайне низкий Кгарм. (клир-фактор).
Коэф-т гармоник – отношение среднеквадратичного значения высших гармоник сигнала к основной (%). Для чистой синусоиды Кгарм.=0
Кгарм.=(Uвг/Uосн.)*100%
Недостаток: значительное потребление с выхода ОУ . По-другому, резисторы в виде нити накала называются терморезисторами прямого подогрева . Они широко используются на практике .
Использование диодов для обеспечения баланса амплитуд
Использование диодов, включённых по встречно-параллельной схеме, находит наиболее широкое применение для целей обеспечения баланса амплитуд. Схема генератора с использованием диодов представлена на рис.9.20.
Рис.9.20.
Использование диодов
,
в качестве нелинейных элементов для
обеспечения баланса амплитуд
В
первый момент времени после включения
питания на выходе генератора колебания
практически отсутствуют, диоды при этом
заперты, эквивалентное сопротивление
цепи обратной связи усилителя велико,
петлевое усиление больше единицы.
Колебания начинают нарастать. По мере
их роста сопротивление диодов падает,
сопротивление обратной связи тоже
падает. Это продолжается до тех пор,
пока диоды не откроются полностью. При
этом должен выполняться баланс амплитуд.
Зададимся максимальным выходным
напряжением генератора
,
при этом на диодах будет падать напряжение
.
Тогда на частоте генерации на
неинвертирующий вход ОУ будет приходить
(для выбранной фазосдвигающей цепи)
.
Напряжение на инвертирующем входе будет
равно
,
.
На
частоте генерации должно выполняться
равенство
.
Таким образом, можно записать:
.
Соответственно, зная падение напряжения на диодах , , при заданном выходном напряжении можно найти отношение резисторов , . Выражая их из последнего выражения можно получить:
.
Падение напряжения на диодах будет определяться током, протекающим через них. Можно ток найти следующим образом:
,
зная
ток
,
по ВАХ находим падение напряжения
.