October 17 2017 05:05:57
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
генераторы на основе усилителя
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Широкое распространение получили генераторы на основе усилителя, охваченного цепью положительной обратной связи, вследствие возможности стабилизации амплитуды и частоты генерируемого сигнала. Для стабилизации режима усилителя наряду с положительной вводят цепь отрицательной обратной связи (рис.5.21,а).

img240

Рис. 5.21. Общая структура (а), схема (б) и блок-схема (в) LC генератора

В структуре генератора с внешней цепью положительной обратной связи источник питания V усилителя компенсирует потери в цепях обратной связи и поддерживает режим автоколебаний.

Комплексный коэффициент передачи охваченного резистивной ООС неинвертирующего усилителя (рис.5.21,б), который реализован на базе частотно-зависимого ОУ с частотой излома амплитудной характеристики ωс, можно представить в виде: img241.

Цепь положительно обратной связи, выполненная в виде соединения пассивных компонентов (например, в виде резонансного контура), характеризуется коэффициентом передачи:    img242.

Условием возникновения и поддержания колебаний в полученной замкнутой цепи (рис.5.21,в) является равенство напряжений на входе усилителя и выходе цепи ПОС img243. В частотной области это условие с учетом выражения Uвых(jω) = K(jω) Uвх(jω) приводит к соотношению: img244, из которого следуют условия для баланса амплитуд и фаз:img245img246.

Условие баланса фаз, означает, что колебания существуют, если фаза выходного напряжения цепи обратной связи и входного напряжения совпадают. Единичная величина петлевого усиления гарантирует значение входного сигнала, поддерживающего незатухающие колебания.

Тип генератора зависит от вида и глубины ПОС, т.е. от соотношения вносимой и теряемой энергии. При их примерном равенстве не слишком сильно проявляется нелинейность компонентов и форма колебаний близка к синусоидальной. В генераторах гармонических (синусоидальных) колебаний применяются частотно-избирательные цепи ОС, т.е. используются колебательные LC контуры на высоких частотах (более сотни килогерц) или RC-цепи в генераторах звуковых и инфразвуковых частот. Резонансный характер частотной зависимости коэффициента передачи цепи ПОС обеспечивает условия возникновения колебаний на единственной частоте ω0 и генерацию синусоидального сигнала на этой частоте.

img247

Рис. 5.22. Генераторы с фазосдвигающей цепью (а) и мостом Вина (б)

Наибольшее распространение получили гармонические генераторы низкочастотного диапазона на основе инвертирующего включения ОУ с обратной связью в виде много-звенного фильтра, обеспечивающего фазовый сдвиг на π при заданной частоте (рис.5.22,а).

Если выбрать компоненты (конденсаторы и резисторы) с одинаковыми номиналами С1 = С2 = С3 = С и R1 = R2 = R3 = R, то получим комплексный коэффициент передачи напряжения цепи обратной связи: img248.

При равенстве нулю мнимой части на частоте img249 образуется фазовый сдвиг –π, а модуль коэффициента передачи img250; поэтому для возникновения колебаний требуется коэффициент усиления Кu  ³ 30. Увеличение числа RC звеньев фильтра до четырех снижает требования к коэффициенту усиления К u ³ 20.

Применяется также схема на базе RC фильтра (моста Вина) (рис.5.22,б). Комплексный коэффициент передачи цепи обратной связи img251

на частоте img252 имеет модуль γ = 1/3 при нулевом фазовом сдвиге. Для генерации усилитель на ОУ, охваченный резистивной ООС, должен обеспечить Кu  ³ 3.

Генераторы релаксационных (разрывных) колебаний с контуром обратной связи, не обладающим резонансной характеристикой, работают в режиме нелинейных ограничений при глубокой ПОС, обеспечивающей большой уровень подводимой энергии. При этом выходной сигнал или его производные претерпевают скачки. Частота и форма колебаний определяются параметрами усилителя и цепи обратной связи. Релаксационные генераторы вырабатывают последовательности прямоугольных, треугольных, пилообразных, трапецеидальных и других импульсов. В информационных устройствах наиболее распространены генераторы прямоугольных и пилообразных импульсов.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.02 секунд 2,254,347 уникальных посетителей