RC-генераторы с мостом Вина

Генераторы гармонических колебаний

Лекция 11

Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное синусоидальное напряжение при отсутствии входных сигналов. Генератор преобразует энергию источника постоянного напряжения в энергию переменного входного сигнала.

Различают два режима возбуждения генератора: самовозбуждение (мягкий режим) и с внешним начальным сигналом (жесткий режим).

Мостом Вина обычно называют схему, приведенную на рис. 11.1.

Рис. 11.1 Мост Вина

При частоте входного сигнала, равной резонансной частоте f₀, напряжение на выходе u_вых равно нулю (при ненулевом входном напряжении uвх). Резонансная частота определяется выражением

f₀ = 1/2πRC.

В реальных схемах генераторов для поддержания колебаний необходимо, чтобы на частоте колебаний напряжение u_вых несколько отличалась от нуля. Поэтому реально мост работает с некоторым рассогласованием, когда отношение сопротивлений R₁/R₂ несколько отличается от 2 (более точно R₁/R₂ > 2).

Схема генератора на операционном усилителе с очень простой схемой автоматической стабилизации амплитуды, которую обеспечивают диоды, представлена на рис. 11.2. Пунктиром показан усилитель, представляющий из себя ОУ, охваченный цепью отрицательной обратной связью (ООС) и имеющий коэффициент усиления К. С помощью частотно-зависимой RC-цепи (упрощенный мост Вина) этот усилитель охвачен цепью положительной обратной связи.

Рис. 11.2 Генератор на ОУ с мостом Вина и стабилизатором

амплитуды на диодах

На частоте f₀ коэффициент передачи упрощенного моста Вина β=1/3. Для соблюдения условия баланса амплитуд необходимо, чтобы Кβ ≥ 1, т.е.

R₁+R₂ ≥ 2R3.

При практическом применении подобных генераторов нагрузку часто желательно подключать через дополнительный буферный усилительный каскад.

Дата добавления: 2014-01-05