Генераторы синусоидальных колебаний. Общие соотношения. Баланс фаз, баланс амплитуд.

Генератор синусоид.колебаний - устройство, которое преобразует электрич. энергию источников питания в энергию незатухающ. колебаний синусоид. формы. Диапазон формирования частот -реализуются генераторы с использованием RC-элементов и усилителей. Любой генератор можно представить в виде двух элементов. Это усилитель и фазосдвигающая цепь (ФСЦ).

Для превращения первоначально возникших колебаний в незатухающие, необходимо на вход усилителя Ус подать часть выходного напряжения, превышающего вх. (или равное ему) по амплитуде и совпадающее с ним по фазе, т.е. охватить усилитель полож. ОС, при этом:  - баланс амплитуд  - баланс фаз

где ,  – коэф-т усиления на частоте генерации; ,  – фазовые сдвиги на частоте генерации.

Условие баланса амплитуд в чистом виде обеспечить сложно из-за темпер.и времен. флуктуаций , . Причём при условии  амплитуда колебаний нарастает, при условии  колебания не возникают, а возникшие спадают. Обычно после подачи напряжения питания обеспечивают , а по мере нарастания амплитуды обеспечивают  с использ-ем нелин.элемента, либо автоматической системы поддержания баланса амплитуд.

Т. о., реальный генератор должен содержать кроме усилителя и фазосдвигающей цепи ещё и нелинейный элемент, обеспечивающий баланс амплитуд при возникших колебаниях.

Генератор синусоидальных напряжений с последовательно-параллельной фазосдвигающей цепью. Расчетные соотношения.

R1=R2=R

Uвых

Частота настройки находится из условия:

Тогда 

Получим схему генератора с последовательно–параллельной RCцепочкой. В данной схеме число элементов меньше чем в рассмотренных ранее. Важным обстоятельством данной схемы является то, что при изменении частоты (либо одновременным изменением R, либо одновременным изменением конденсаторов С) не нарушается баланс фаз и баланс амплитуд. Данное обстоятельство позволяет строить перестраиваемые генераторы на значительный диапазон частот (все генераторы звуковых частот). Иногда данные генераторы называют генераторами на основе моста Вина.

В измерительную диагональ моста включается ОУ, выход которого подключается к питающей диагонали. При этом возникают колебания такой частоты, что измерительная диагональ виртуально закорочена, т.е. мост заблокирован.Условие баланса моста не изменяется, если измерительную и питающую диагональ поменять местами.

 При этом общий электрод конденсаторов оказался заземленным. Такие конденсаторы несравненно проще по конструктивным признакам и часто используются для изменения частоты колебаний.

Генератор синусоид. колебаний с Т-образной фазосдвигающей цепью. Расчетные соотношения.

Две схемы:

1.

 2.

Схема 2–го Т-образного моста:

Для схем:

1. ;   ;

2. ;

В данных генераторах имеется возможность подстройки частоты в небольших пределах, как правило это С2 и R2. Изменение же частоты в широких пределах требует сдвоенных элементов, либо конденсаторов, либо резисторов.