RC –автогенератор

RC-автогенераторы на транзисторах.

На рис.208 приведена одна из возможных схем автогенератора типа RC с фазовращающей цепочкой.

С точки зрения обеспечения условия баланса фаз такой генератор можно было бы построить и на одном транзисторе (Т2) с общим эмиттером. Однако в этом случае цепочка обратной связи шунтирует резистор Rk усилительного транзистора и снижает его усиление, а малое входное сопротивление транзистора резко увеличивает затухание в цепи обратной связи. Поэтому целесообразно разделить выход фазовращающей цепи и вход усилителя с помощью эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе Т1.

Работа автогенератора начинается в момент включения источника питания.

Возникающий три этом импульс коллекторного тока содержит широкий и непрерывный спектр частот, обязательно включающий в себя и необходимую частоту генерации. Благодаря выполнению условий самовозбуждения колебания этой частоты становятся незатухающими, тогда как колебания всех других частот, для которых условие баланса фаз не выполняется, быстро затухают.

синусоидальных колебаний фиксированной частоты. Это связано с трудностью перестройки частоты в широком диапазоне. Диапaзонные автогенераторы типа RC строятся несколько иначе. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Если усилитель поворачивает фазу входного сигнала на 2π{например, усилитель, имеющий четное число каскадов), то при охвате положительной обратной связью достаточной глубины он может генерировать электрические колебания без включения специальной фазовращающей цепочки

Рис.208. Схема транзисторного RС-генератора с фазовращающей цепью обратной связи.

Для выделения требуемой частоты синусоидальных колебаний из всего спектра частот, генерируемых такой схемой, необходимо обеспечить выполнение условий самовозбуждения только для одной частоты. С этой целью в цепь обратной связи может быть включена последовательно-параллельная избирательная цепочка.

Схема, амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики моста Вина показаны на рис.209. Из рисунка видно, что на некоторой частоте f0, называемой частотой квазирезонанса, коэффициент передачи моста Вина оказывается вещественной величиной с максимальным значением β0 = 1/3 инулевым фазовым сдвигом φβ = 0°.

Рис.209. Схема {а), амплитудно-частотная (б) и фазочастотная (в) характеристики моста Вина

Так как один каскад усиления вносит фазовый сдвиг φU = 180°, то для получения нулевого фазового сдвига на входе усилителя он должен содержать четное число инвертирующих каскадов (рис.210, а).

Рис.210. Схемы RС-генeраторов с мостом Вина на транзисторах (а) и ОУ (б).

Для выполнения условия баланса амплитуд на частоте квазирезонанса усилитель должен иметь коэффициент усиления Ки ≥ 3. Так как в двухкаскадном усилителе можно получить Ки >> 3, то это позволяет ввести в усилитель, кроме положительной, отрицательную ОС, обеспечиваемую элементами Rэ и RЗ. Введение в цепь ООС терморезистора R3 с отрицательным TK R позволяет осуществить стабилизацию амплитуды генерируемых колебаний. Действительно, увеличение амплитуды, вызванное различными факторами, вызы­вает увеличение тока через резистор R3.

При этом сопро­тивление его уменьшается, что приводит к увеличению на­пряжения ООС, создаваемого на Rэ1 и уменьшению коэффициента усиления усилителя.

Обычно элементы моста Вина выбираются из условий:

С1 = С2 = С; R1 = R2 = R.

При этом частота генерируемых колебаний

Однако ввиду шунтирования резистора R2 входным сопротивлением усилителя и делителем в цепи базы транзистора VT1 условие R1=R2. не выполняется. В результате генерируемая частота оказывается зависящей не только от значений элементов R1, R2, С1 и С2, но и от параметров усилителя, а коэффициент усиления усилителя, при котором выполняется условие баланса амплитуд, может существенно превышать значение 3.

RС -генератор с мостом Вина легко выполнить на интегральном ОУ, включив избирательный мост Вина между выходом и неинвертирующим входом (рис.210, б). С помощью переменного резистора R4 можно изменять коэффици­ент усиления усилителя, добиваясь наименьших нелиней­ных искажений генерируемых колебаний.

RC ~ генератор с мостом Вина легко сделать перестраиваемым по частоте. Для этого вместо резисторов R1 и R2 следует использовать сдвоенный переменный резистор либо вместо конденсаторов С1 и С2 — сдвоенный блок конденсаторов переменной емкости.

Дата добавления: 2015-05-06