2.3. Генератор гармонических колебаний с мостом Вина на оу.

М

(2)

ост Вина представляет собой частотнозависимую цепь (рис. 3), коэффициент передачи которой равен

К_п = 1/[3 + j(RC – 1/RC)],

где R = R₁ + R₂, а С = С₁ + С₂.

На частоте  = ₀ = 1/RC коэффициент передачи цепи = 1/3, а сдвиг фазы выходного сигнала относительно входного  = 0.

Рис. 3. Схема моста Вина

При включении моста Вина в цепь положительной обратной связи (ПОС) и выборе коэффициента отрицательной обратной связи (К_оос) по инвертирующей цепи равным 1/3 (на частоте ₀), обеспечивается условие баланса фаз ( = 0) и баланса амплитуд. Следовательно, такая схема позволяет получать незатухающие гармонические колебания. Схемы НЧ генераторов с мостом Вина в цепи ПОС приведена на рис. 4, а и 4, б.

Генераторы содержат мост Вина в цепи ПОС и резисторные цепи делителя напряжения в цепи ООС. Полупроводниковые диоды D₁ и D₂ в схеме на рис. 4, а используются в качестве нелинейных элементов для стабилизации амп-

литуды колебаний. С увеличением амплитуды колебаний дифференциальное сопротивление диодов и коэффициент передачи усилителя уменьшаются, а с уменьшением увеличиваются, восстанавливая прежнее значение амплитуды.

D₁

R₆ R₅

R₅

R₂ D₂ R₂ +U_п

+U_п

R₁ U_вых R₁ U_вых

U_п U_п

EL

C₂ R₄ С₂ R₄

C₁ R₃ C₁ R₃

а) б)

Рис. 4. Схемы НЧ генераторов с мостом Вина на ОУ

Точная подстройка амплитуды колебаний производится переменным резистором R₁. Его величина выбирается порядка (0,1…0,3) R₂.На схеме рис. 4, б в качестве нелинейного элемента используется миниатюрная лампочка накаливания EL с рабочим током свечения порядка 0,05 А.

В режиме установившейся амплитуды колебаний

где Z₆ = R₆R_g1R_g2, а R_g1, R_g2 – дифференциальные сопротивления диодов.

Соображения по выбору параметров делителя напряжения R₁, R₂, R₅, R₆ аналогичны рассмотренным ранее при расчёте параметров схемы инвертирующего усилителя. Например, суммарное значение R₁ + R₂ можно выбрать в пределах 1,5…3 кОм, значение R₆ порядка 510 Ом…1 кОм, дифференциальное сопротивление диодов D₁ и D₂ должно иметь значение порядка 40…400 Ом в зависимости от амплитуды колебаний. Включение резистора R₆ параллельно диодам D₁ и D₂ несколько улучшает форму гармонических колебаний. С этой точки зрения схема на рис. 4, б позволяет получить меньший коэффициент гармоник выходного напряжения генератора, благодаря тепловой инерции нити накаливания лампочки EL.