RC-ГЕНЕРАТОР З ФАЗООБЕРТАЛЬНИМИ ЛАНКАМИ. RC-ГЕНЕРАТОР З НУЛЬОВИМ ФАЗООБЕРТАЧЕМ

На низьких і інфранизьких частотах, коли побудувати LC-генератори важко, використовують RС -ланцюги тих же типів, що і для вибіркових підсилювачів.

RC-генератор – електронні пристрої, у яких замість коливального контура використовується

вибіркові RC- фільтри і призначені для генерування синусоїдних коливань з частотами менше

15-20 кГц.(діапазон від долей герца до сотень кГц. Структурна схема на рис.96.

Рисунок 96 – Структурна схема RC-генератора

Підсилювач будується за звичайною резистивною схемою. Для самозбудження підсилювача необхідний ДЗЗ. При безпосередньому з'єднані виходу підсилювача на вхід відбувається самозбудження, але форма генеруємих коливань різко відрізняється від синусоїди, оскільки умови самозбудження одночасно виконуються для коливань багатьох частот. Для виконання умов самозбудження на одній частоті використовуютья фазообертальні ланцюги (рис.97), які містять декілька RC-ланок для повороту фази вихідної напруги на 180°. Зміна фази залежить від кількості ланок n і дорівнює

φ = 180°/n.

Одна RC-ланка змінює фазу <90°, тому їх мінімальна кількість n=3.

На рис.97 зображено 2 варіанти таких ланок типу «R-паралель» і «С-паралель».

Рисунок 97 – Схема ланок типу «R-паралель» (а) і «С-паралель» (б)

Частота генеруємих коливань при умові R₁ = R₂ = R₃=R і С₁ = С₂ = С₃ = С розраховується за формулою:

f = 1/2π√6RС (для схеми на рис.51,а)

Для схеми на рис.97,б)

f = √6/2πRС= 0,39/RС.

Для забезпечення балансу амплітуд коефіцієнт підсилення підсилювача дорівнює затуханню, що вноситься фазообертальним ланцюгом, через яку напруга з виходу поступає на вхід підсилювача, або бути більшою. Із розрахунків

N= U₁ /U₂ = 29.

На рис.98 схема транзисторного RС генератора з фазообертальним ланцюгом, які застосовуються звичайно для генерації синусоїдних коливань фіксованої частоти.

Рисунок 98 - Схема транзисторного RС генератора з фазообертальним ланцюгом

RC- генератори (рис.98) містять у ланці ДЗЗ частотно - вибіркову ланку R-C (R₁, C₁, R₂, C₂), параметри якої визначають частоту коливань генератора

f₀ = ω₀ /2π = 1/2π√R₁R₂C₁C₂.

Зміну частоти або корекцію здійснюють шляхом одночасної зміни параметрів C₁ і C₂ чи R₁ і R₂.

Передатний коефіцієнт ланки ДЗЗ такого генератора

Якщо параметри частотно-вибіркової ланки є однаковими (R₁ = R₂ , C₁ = C₂), тоді передатний коефіцієнт і частота коливань визначаються як

β = 1/3,  f₀ = ω₀ /2π = 1/2πRC.

Таку частотно-вибіркову ланку називають мостом Віна, а RC- генератори з мостом Віна знайшли широке використання (рис.99). Такі генератори забезпечують регулювання амплітуди коливань, не порушуючи умови самозбудження. Зазвичай ланка ВЗЗ генератора реалізується як схема регулювання амплітуди.

Рисунок 99 – Схеми RC- генераторів на ОП

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:

1 Чи є ДЗЗ умовою наявності у АГ незатухаючих коливань постійної амплітуди і частоти?

2 Поясніть, як у схемі на рис.94 забезпечується зміщення на транзистор?

3 Поясніть фізичний сенс балансу амплітуд і фаз.

4 Законспектувати схему LC-генератора на польовому транзисторі з коливальним контуром в колі затвора, та особливості побудови такого LC-генератора. Зазначити умови утворення збудження за балансом амплітуд і балансом фаз.

5 Законспектувати вказані схеми RC-генераторів, зазначивши для кожної умови забезпечення збудження (баланс амплітуд і баланс фаз) та значення квазірезонасних частот.

6 Визначити період гармонійних коливань LC-автогенератора, якщо LC-контур має такі параметри L = 5 мГн, C = 8 пФ. Резистивним опором навою знехтувати.

7 RC - автогенератор генерує сигнал частотою f₁ = 1,2 МГц. Визначити опір резистора частотно-вибіркової ланки генератора для забезпечення коливань з періодом f₂ = 400 кГц. Опір резистора цієї ланки до зміни частоти дорівнював 2,4 кОм, ємність конденсатора не змінювалася.

ВИКЛАДАЧ– Ковальова Т.І.

ЛЕКЦІЯ № 27, 28 (4 год.)