Практические схемы генераторов синусоидальных сигналов

R₄/R₃ = 1/10

R₂/R₁ = 10

LC генератор на ОУ, где цепь ПОС обеспечена делителем R₃, R₄, LC контур и цепь ООС обеспечивают делители R₂, R₁.

На частоте настройки контура ПОС максимальна, а на всех остальных частотах выбирается меньше требуемой, в результате условие баланса фаз и амплитуд обеспечивается только на частоте настройки контура, что обеспечивает генерацию синусоидального сигнала. Т. к. любая ПОС повышает нестабильность всех параметров усилителя, то в генераторах всегда используется цепь ООС, обеспечивающая в первую очередь стабилизацию амплитуды выходного сигнала.

RC генератор на основе моста Вина

1) с параметрической стабилизацией амплитуды

2) с компенсационной стабилизацией амплитуды (с АРУ - автоматической регулировкой усиления)

1) С помощью элементов R₁, C₁, R₂, C₂ (мост Вина) обеспечивается ПОС и избирательные свойства, т. к. b₊ = 1/3, то для обеспечения генерации необходимо, чтобы усиление было строго = 2/3 для обеспечения начала генерации.

Перестройка по частоте может быть обеспечена либо одновременным изменением С₁, С₂, либо R₁, R₂. В рассматриваемой схеме для стабилизации амплитуды выходного напряжения используется нелинейная параметрическая ООС, обусловленная использованием VD₁ и VD₂.

Сопротивление резисторов R₄/R₃ + 1 выбирается таким, чтобы было немного больше 3/2 для обеспечения начала генерации. При возрастании амплитуды U_вых динамическое сопротивление диодов уменьшается, следовательно, глубина ОС увеличивается, усиление уменьшается. При уменьшении U_вых динамическое сопротивление диодов увеличивается, глубина ОС уменьшается, следовательно, усиление увеличивается. Таким образом, при определенной амплитуде U_вых обеспечивается в схеме баланс амплитуд при отклонениях этого напряжения от стационарного, нелинейность ОС обуславливает возврат системы в режим балансе. Т. к. характеристики диодов практически не зависят от частоты в относительно широком диапазоне частот (особенно ВЧ - диоды), то стабилизация достигается в широком диапазоне частот почти мгновенно. Но т. к. ОС нелинейная, то это приводит к нелинейным искажениям выходного сигнала и такой вариант стабилизации не обеспечивает высокой частоты выходного сигнала. Более чистый сигнал обеспечивает система инерционной стабилизации U_вых (линейной), что реализовано в 2) с помощью цепи R₀ - VD₁ - C₀ - VT₁. В этой схеме ПТ выполняет роль управляемого напряжением резистора и R₃, R₄ выбираются такими, чтобы усиление было несколько больше требуемого (процентов на 10). Цепочка R₀ - VD₁ - C₀ представляет собой преобразователь амплитуды U_вых в напряжение (выпрямитель). Это напряжение на С₀ управляет затвором ПТ (VT₁). При возрастании выходного напряжения, напряжение на С₀ также возрастает, VT₁ закрывается, его выходное сопротивление возрастает, следовательно, глубина ОС увеличивается. Усиление уменьшается и возвращает систему в состояние баланса. При уменьшении амплитуды U_вых действия противоположны и опять возвращение к состоянию баланса. Т. к. здесь используется интегрирование с помощью С₀, то эта система автоматического регулирования с интегратором в цепи ОС, т. е. система инерционна и отрабатывает медленное изменение U_вых. Т. к. система линейна, следовательно, имеет место минимальный коэффициент нелинейных искажений, т. е. монохроматичности выходного сигнала. В прецизионных генераторах сигналов с широким диапазоном перестройки по частоте, используют как параметрическую стабилизацию, так и компенсационную одновременно.

Дата добавления: 2014-01-07