..:: | Назад | Содержание | Далее | ::..
В низкочастотных автогенераторах в качестве колебательных систем и цепей положительной ОС используют частотно-избирательные RС-цепи. Все современные RС-генераторы малой и средней мощностей (до 10 - 15 Вт) строятся на ОУ. Напряжение положительной обратной связи в RС-генераторах на операционных усилителях можно подавать как на инвертирующий, так и на неинвертирующий входы.
В схемах RС-генераторов с неинвертирующим включением операционного усилителя частотно-избирательная цепь положительной ОС не должна вносить фазового сдвига в выходной сигнал. В RС-генераторах с инвертирующим включением ОУ, наоборот, RС-цепь положительной обратной связи на частоте генерации должна сдвигать фазу выходных колебаний на угол φβ = π .
Наиболее распространены в радиоэлектронике и технике связи низкочастотные автогенераторы двух видов — с фазосдвигающей RС-цепью и с мостом Вина.
Автогенератор с фазосдвигающей RС-цепью. Такой автогенератор содержит инвертирующий усилитель и трехзвенную RС-цепь положительной ОС (рисунок 2.7, а).
Рисунок 2.7 - Автогенератор с трехзвенной RС-цепью:
а - схема; б - частотная и фазовая характеристики
Анализ графиков частотной и фазовой характеристик показывают, что на квазирезонансной (почти резонансной) циклической частоте генерации fk трехзвенная RС-цепь положительной ОС имеет вещественное значение коэффициента передачи β=1/29 и вносит фазовый сдвиг φβ = π. Поэтому для обеспечения в автогенераторе баланса амплитуд необходимо выбирать коэффициент усиления усилителя |K|= R2/ R1 ≥29, а баланс фаз обеспечивается автоматически путем инвертирующего включения ОУ.
Частота генерации зависит только от параметров цепи ОС R и С и определяется формулой:
|
(2.15) |
Если в схеме (рисунок 2.7) поменять местами резисторы и конденсаторы, то квазирезонансная частота будет определяться соотношением:
|
(2.16) |
При этом необходимо обеспечить коэффициент усиления собственно усилителя K≥18,4, поскольку коэффициент передачи такой цепи β ≈ 0,055.
Недостатки RС-генератора на инвертирующем усилителе и трехзвенной RС-цепью — довольно большое количество элементов в петле положительной ОС и трудность перестройки частоты генерации в широком диапазоне. Поэтому чаще применяют автогенераторы с неинвертирующим включением операционного усилителя и мостом Вина в цепи положительной ОС.
RС-генератор с мостом Вина. Данный автогенератор имеет более компактную структуру построения схемы. В ней цепь положительной ОС включается между выходом и неинвертирующим входом ОУ (рисунок 2.8, а). Мост Вина представляет собой частотно-избирательную последовательно-параллельную RС-цепь, состоящую из двух емкостей С и двух сопротивлений R.
Рисунок 2.8 - RС-генератор с мостом Вина:
а - схема; б - частотная и фазовая характеристики
Из графика частотной характеристики следует, что на квазирезонансной частоте генерации коэффициент передачи моста Вина β=1/3. Значит, самовозбуждение автогенератора обеспечивается при коэффициенте усиления усилителя |K|= R2/R1 ≥3. Фазовый сдвиг в выходном сигнале отсутствует (φβ=0) только на квазирезонансной частоте, которая определяется формулой:
|
(2.17) |
Перестройка частоты в схеме осуществляется с помощью сдвоенного конденсатора.
..:: | Назад | Содержание | Далее | ::..