Пример расчета генератора Вина

П. 7. Тема практического занятия

Схема генератора Вина приведена на рис. П.15.

Рис. П15. Электрическая схема синусоидального генератора с RC-мостом Вина и диодным ограничителем

Расчет параметров элементов производят по заданной частоте ω₀, но поскольку неизвестных четыре, то частью параметров задаемся. Чаще всего принимают С₃=С₄ и R₁=R₂. Сопротивления R₁ и R₂ выбирают из условия малого влияния таких параметров усилителя, как входное и выходное сопротивления, входной ток, и инерционных свойств на работу генератора. Применение ОУ для реализации неинвертирующего усилителя позволяет существенно улучшить показатели генератора, так как входное сопротивление усилителя составлять несколько десятков МОм, выходное сопротивление – доли ома, а амплитуду выходного напряжения можно регулировать с помощью диодного ограничителя. Напряжение U_огр может в широких пределах изменяться согласно соотношению

U_огр= E₀g₅/(g₅+g₆+g_н). (1)

Пример. Пусть требуется спроектировать генератор синусоидальных колебаний с частотой f₀=1 кГц и амплитудой U_m=3 В. Чтобы сделать поменьше коэффициент усиления, выбираем схему генератора, показанную на рис. 8-2 б, а так как частота генератора невысокая, можно применить ОУ типа К140УД6, имеющий внутреннюю коррекцию АЧХ с f_Kи=1 МГц, входным сопротивлением R_вх.д.=1 МОм, выходным сопротивлением R_вых=60 Ом и допустимым сопротивлением нагрузки 2 кОм. Для заданного генератора g_н≈g₁, напряжение питания ОУ E₀=±15 В. Из уравнения 1 при U_m≈U_огр находим: g₆=4g₅-g₁. Выберем отношение проводимостей g₂/g₁=0,1; тогда при С₃=С₄ из выражения K₂=1+g₂/g₁+(C₃g₂)/(C₄g₁) значение K₂=1,2, которое обеспечивается при отношении проводимостей g₈/g₆=0,2. Нагрузкой усилителя является проводимость, равная сумме g₁+g₅+g₆=5g₅. Примем g₁=g₆; тогда, чтобы нагрузка была меньше допустимой (5g₅<0,5_*10^-3 См), зададимся g₁=g₆=10^-4 См; g₅=5_*10^-5 См; g₂=0,1g₁=10^-5См; g₈=0,2g₆=2_*10^-5 См. Частота генерации согласно будет равна заданной, если . Чтобы гарантировать устойчивость колебаний, принимаем сопротивление R₈ равным ближайшему сопротивлению из ряда номиналов, но меньшему 50 кОм, т.е. R₈=47 кОм. В этом случае K₂=1,213.

Дата добавления: 2015-03-29