13. Генераторы гармонических сигналов. Схема. Достоинства и недостатки.

Генераторами называются электронные схемы, формирующие переменные напряжения требуемой формы. Генератор можно получить из усилителя, охватив его ПОС.

Г енераторы осуществляют преобразование энергии источника постоянного тока в переменный ток требуемой частоты, формы, амплитуды.

Генератор гармонических сигналов (LC-генератор):

При К=1 в контуре возникают незатухающие колебания с частотой f.

Б аланс фаз означает, что колебания в замкнутой системе могут возобновляться только тогда, когда фаза выходного напряжения схемы ОС и фаза входного напряжения совпадают. Баланс амплитуд означает, что для возбуждения генератора усилителю необходимо компенсировать потери в схеме ОС.

Регулируя , добиваемся равенства ПОС и ООС, что выражается в наличии на выходе незатухающих и неискаженных гармонических колебаний.

Достоинства: достаточно высокая стабильность частоты

Д ля получения высокой стабильности частоты необходима высокая добротность (Q) контура , а значит высокое характеристическое сопротивление, т.е. отношение L к С.

Q = f₀/∆f

Q=ρ/R,

где ρ - реактивное сопротивление

R – активное сопротивление

Недостаток: большие масса и объем, для частот ниже нескольких кГц (для получения колебаний низкой частоты (менее 1 кГц) приходится использовать большие значения L и C, что увеличивает габариты и массу устройства).

13. RC-генераторы с мостом Вина. Схема. Достоинства и недостатки.

Д ля получения гармонических колебаний низкой и инфранизкой частот (от нескольких сотен килогерц до долей герц) применяют RC-генераторы. Представленная RС-цепь не осуществляет сдвига по фазе передаваемого сигнала на квазирезонансной частоте, т.е. . Эта схема включается между выходом усилителя и неинвертирующим входом ОУ. Элементы и предназначены для получения требуемого коэффициента усиления. В схеме возникают автоколебания при соотношении , частота которых определяется формулой Если и , то частоту автоколебаний определяют из соотношения , причем должно быть выполнено условие . X=1/3 – коэффициент передачи связи

Для того, чтобы обеспечить запуск (k_u>3) и затем синусоидальную форму выходного сигнала (k_u=3), необходимо вместо R3 поставить терморезистор с отрицательным ТКС или с положительным. По мере нагревания или роста выходного сигнала, они нагреваются и изменяют напряжение таким образом, чтобы выполнить указанные условия.

Для получения гармонических колебаний с малыми искажениями используют инерционно-нелинейную цепь ООС. Нужный характер нелинейности обеспечивается тогда, когда с ростом амплитуды сигнала уменьшается сопротивление или увеличивается . Поэтому вместо включается миниатюрный полупроводниковый терморезистор с отрицательным ТКС или вместо - металлический терморезистор.

Достоинства: приемлемые габариты и массы, частото-затухающих элементов R и С для достаточно низких частот от единиц Гц.

Недостаток: невысокая стабильность частоты 10^-2

13. Кварцевый генератор. Схема. Достоинства и недостатки.

_{4 кГц ÷ 50 МГц}

₁₀^-5 _{÷ 10}^-6 ₍₁₀^-7 _{- термостат)}

_{Частота кварцевого резонатора определяется его геометрическими размерами}

_{Достоинства: очень высокая стабильность частоты.}

_{Недостаток: невозможность перестройки частоты для данного кварцевого резонатора только возможна небольшая подстройка, сопровождающаяся ухудшением стабильности частоты. Отсюда следует большое количество кварца.}