Проектирование генератора гармонических колебаний на ОУ с мостом Вина

Вариант схемы 3: АРУ на ПТ;

Частота (диапазон частот) – 0,01-0,1-0,5-1 кГц;

Амплитуда – 1-10 В.

Генератор синусоидальных колебаний осуществляет преобразование энергии источника постоянного тока в переменный ток требуемой частоты.

По виду цепи обратной связи, реализующих резонансную характеристику, у нас RC -генератор.

RC -автогенераторы предназначены для работы на инфра низких (от долей герц) и звуковых частотах и в этом диапазоне имеют преимущества перед LC- автогенераторами из-за высокой стабильности частоты генерируемых сигналов, что связано с возможностью применения высокостабильных резисторов и конденсаторов. По сравнению с LC -генераторами RC -генераторы той же выходной мощности имеют меньшие габариты и массу.

Рассмотрим генератор гармонических колебаний на основе операционного усилителя с использованием моста Вина.

RC -генератор представляет собой замкнутую систему с ПОС (рис.2.1), которая содержит: источник питания, фазирующую избирательную RC -цепь, состоящую из конденсаторов и резисторов и определяющую частоту колебаний, активный элемент в виде усилителя, служащий для компенсации потерь в фазирующей цепи, нелинейный элемент, ограничивающий амплитуду колебаний. Звено ПОС обеспечивает устойчивый режим самовозбуждения на требуемой частоте.

Рис. 2.1. Структурная схема

генератора синусоидальных колебаний.

Входным сигналом для усилителя в схеме генератора является часть его выходного напряжения, передаваемая звеном ПОС (β_пос< 1). Мы будем изменять частоту колебаний ступенчато с помощью переключенияS1 резисторовR1-R8, включенные в цепь ПОС.

При построении такого генератора звено частотно-зависимой обратной связи включают между выходом и не инвертирующим входом ОУ. Мост Вина состоит из последовательного (C1R1-R4) и параллельного (C2R5-R8) звеньев. При прохождении через мост сигнал низкой частоты теряется на конденсаторе C 1,а сигнал высокой частоты гасится на делителе напряжения, состоящем из последовательного и параллельного звеньев, так как с ростом частоты сопротивление конденсатора C 2 падает. АЧХ и ФЧХ такой цепи приведены на рис.2.2.

Рис.2.2 Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики моста Вина

Элементы R9 и R10в цепи ООС предназначены для получения требуемого коэффициента усиления усилительного звена.

Цепь автоматической регулировки усиления (АРУ), включаемая в ООС, позволяет обеспечить мягкий режим самовозбуждения генератора и хорошую форму выходного сигнала с малым коэффициентом гармоник.

Дата добавления: 2015-05-06