Генератори гармонійних коливань

Вивчивши та опрацювавши цей розділ, студенти по­ винні пояснити принцип роботи генераторів гармонійних коливань. Знати ознаки, за якіши генерувальні пристрої поділяються на LC- і RC-генератори та їх схемотехнічну реалізацію. Вміти обчислювати частоту коливань, а та­ кож вибирати параметри частотно-вибіркових ланок.

План (логіка) викладу матеріалу

1. LC-геиератири

2. RC-геператори

3. Стабілізація частоти коливань автогенераторів Ключові терміни та поняття:

генератор, автогенератор, LC-генератор, RC-генератор, са­мозбудження, - гармонійні коливання, коефіцієнт підсічення, зворот­ний зв 'язок, LC-контур, RC-лаика, частотно-вибіркова ланка. час­тота коливань

Генератори гармонійних коливань — це електронні прист­рої, які перетворюють енергію постійного струму (енергію джерела живлення) в енергію електромагнетннх синусоїдних коливань заданої частоти.

Принцип роботи генераторів коливань базується на реалізації умо­ви самозбудження підсилювача з додатним зворотним зв'язком, струк­турну схему якого показано на рис. 52.

Для комплексних значень вхідних і вихідних напруг підсилювача запишемо: — комплексні значення коефіцієнта підсилення та передатного коефіцієнта відпо­відно підсилювача та ланки зворотного зв'язку. Як відомо, коефіцієнт підсилення за напругою підсилювача з додатним зворотним зв'язком визначається виразом

Перехід підсилювача в режим генерування коливань (К_п = ) за­безпечується умовою = 1 або

Це рівняння називають умовою самозбудження генератора коли­вань. Ця умова поділяється на умову балансу амплітуд (К, = 1) і на умову балансу фаз ( ), які визначають стабільну роботу генератора коливань (рис. 53).

Генератори гармонійних коливань реалізуються на базі операцій­них підсилювачів (на частотах не більше 15 МГц) й поділяються за типом частотно-вибіркової ланки, які задають частоту коливань, на LC- і RC-авпгогенератори. Такі ланки утворюють додатний зворот­ний зв'язок, а в ланку від'ємного зворотного зв'язку вмикають еле­менти або схеми для забезпечення стабільності амплітуди коливань чи її регулювання.

8.1. LC-ГЕНЕРАТОРИ

ZC-генератори (рис. 54) містять у ланці додатного зворотного зв'язку паралельний резонансний контур LC, параметри якого визна­чають частоту коливань вихідної напруги

Елементи, ввімкнуті в ланку від'ємного зворотного зв'язку визна­чають амплітуду коливань, а також забезпечують їх стабільність (тер-морезистор в схемі рис.54,б).

Практично задану частоту коливань отримують шляхом налашто­вування контура в резонанс струмів, який визначається рівністю ре­активних провідностей b_L =b_c, з урахуванням резистивного опору навою ,де Х_К — реактивний опір навою.

8.2. RС-ГЕНЕРАТОРИ

Якщо в ланку додатного зворотного зв'язку ввімкнути частотно-вибіркову ланку R-C (R , C , Л₂, С₂), то її параметри будуть визначати частоту коливань генератора

Такий генератор називають RC-генератором (рис. 55).

Зміну частоти або її корекцію здійснюють шляхом одночасної зміни параметрів С і С чи R і R₂.

Передатний коефіцієнт ланки додатного зворотного зв'язку такого генератора

Якщо параметри частотно-вибіркової ланки є однаковими (R = R₂= R, С = С = С), тоді передатний коефіцієнт і частота коливань ви­значаються як

Таку частотно-вибіркову ланку називають мостом Віна, a RC-генератори з мостом Віна знайшли широке використання (рис. 55, б). Такі генератори забезпечують регулювання амплітуди коливань, не порушуючи умови самозбудження. Зазвичай ланка від'ємного зворот­ного зв'язку генератора реалізується як схема регулювання амплітуди.