I частотні характеристики моста Віна (б).
Особливістю частотних характеристик моста Віна (рис.9.5, б) є те, що на квазірезонансній частоті
,
де - R1=R2=R, a C1=C2=C, виникає нульовий зсув фаз та зменшення амплітуди сигналу у 3 рази. Для забезпечення умови балансу фаз коливання з виходу підсилювача через міст Віна подаються на його прямий (неінвертуючий) вхід. Умова балансу амплітуд виконується при коефіціцієнті підсилення операційного підсилювача К=3. Величина підсилення визначається відношенням сумарного опору резисторів R4 i R5 до опору резистора R3, оскільки через ці резистори здійснюється від’ємний зворотний зв'язок. Для температурної стабілізації амплітуди коливань використовують терморезистор R5.
Для підвищення стабільності частоти коливань замість резистора R1 у мості Віна може бути використаний кварцовий резонатор, працюючий у режимі резонансу напруг. Стабільність генератора з кварцовим резонатором дуже висока.
Схема автогенератора з подвійним Т-подібним мостом і операційним підсилювачем приведена на рис.9.6,a. Додатний зворотний зв'язок в генераторі здійснюється через резистори R5 i R6, що не вносить зсуву фаз. Отже, умова балансу фаз виконується для будь-якої частоти.
Подвійний Т-подібний міст через резистор R6 включено в коло від'ємного зворотного зв’язку.
Рис.9.6.Схема генератора з подвійним Т-подібним
мостом (a) і частотна характеристика моста (б).
Амплітудно-частотна
характеристика подвійного Т-подібного
моста приведена на рис.9.6,б. З графіка
характеристики видно, що подвійний
Т-подібний
міст не пропускає коливання з
квазірезонансною частотою
.
На цій частоті від'ємний зворотний
зв'язок, що здійснюється через подвійний
Т-подібний міст, розривається
.
При цьому коефіцієнт підсилення зростає
так, що виконується умова балансу
амплітуд.
Для симетричного подвійного Т-подібного моста, в якому R1=R2=R3=R і C1=C2==C3=C, квазірезонансна частота визначається за формулою
.
Робочу частоту RC-генераторів можна плавно змінювати у деякому діапазоні. Для цього резистори чи конденсатори, які входять до складу ланок частотно-залежного зворотного зв’язку, повинні бути змінними і розташованими на одній вісі так, щоб їх величина змінювалася синхронно при обертанні ручки регулювання частоти. Такі резистори називають спареними.
9.3. Програма роботи
1.Зібрати схему RC-генератора.
2.Зняти осцилограму та визначити амплітуду і частоту автоколивань.
3. Зняти амплітудно-частотну характеристику фазообертаючої ланки.
9.4. Опис схеми дослідження
Рис.9.7. Схема дослідження RC-генератора
(Резистори R1=R2=R3=9.2 кОм; R4=160 кОм; R5=15 кОм; R6=150 кОм; R7=47 кОм; R8=10 кОм; конденсатори C4=0.1 мкФ; C5=0.22 мкФ; С6=0.47мкФ; транзистори VT1, VT2 - KT 315 A)
Схема генератора складається з двокаскадного підсилювача на біполярних транзисторах. Перший каскад підсилювача на транзисторі VT1 є емітерним повторювачем. Він має коефіцієнт підсилення, близький до одиниці, і його введено для забезпечення високого вхідного опору підсилювача. Резистор R4 створює початкове зміщення на базі VT1, а резистор R5 є навантаженням у колі емітера. У другому каскаді підсилення транзистор VT2 включено зі спільним емітером. Зв'язок між каскадами здійснюється через конденсатор C5. Резистори R6 i R7 створюють початкове зміщення на базі транзистора VT2. Величина зміщення змінюється за допомогою змінного резистора R7. Резистор R8 служить колекторним навантаженням транзистора VT2.
Вихід підсилювача через чотириполюсник з Г-подібних RC - ланок з’єднується з його входом. Три каскади фазообертаючих ланок утворено за допомогою конденсаторів C1,C2,C3 і резисторів R1,R2,R3. Для збудження автоколивань підсилювач повинен забезпечувати К>29. Умова балансу фаз виконується наступним чином. На робочій частоті генератора RC-ланки вносять зсув фаз рівний +180. Перший каскад підсилювача не зсуває фази сигналу, але у другому - сигнал відстає на кут -180о. Отже, сумарний зсув фаз рівний нулю, тобто умова балансу фаз виконується.