Генератор синусоидальных колебаний. Усилитель, фазосдвигающая цепь, баланс амплитуд, баланс фаз.

ГСК - это устройство, которое преобразует электрическую энергию источника питания в энергию незатухающих электрических колебаний синусоидальной формы.

Данные генераторы реализуются с использованием емкостей, резисторов и ОУ.

ГСК – представляет собой фазосдвигающую цепь и усилитель, охваченный общей положительной ОС.

 К, β– коэффициент усиления усилителя и фазосдвигающей цепи.

       – соответствующие фазовые сдвиги.

Для превращения первоначально возникших колебаний в незатухающие необходимо на входной усилитель подавать часть выходного сигнала превышающего входной сигнал и совпадающий с ним по фазе, т. е. охватить усилитель ПОС. При этом должны соблюдаться два соотношения:    

К* β  1 – баланс амплитуд.

φ_ус+φ_фсу=0 – баланс фаз.

Если данные условия выполняются на одной частоте, то генератор вырабатывает sin – е колебания этой частоты.

Если баланс фаз обеспечить сравнительно просто, то условие баланса амплитуд в чистом виде обеспечить чрезвычайно сложно в силу временных и температурных флуктуаций коэффициентов усиления, фазосдвигающей цепи и усилителей К и β.

Обычно используют неравенство К* β  1 и применяют нелинейный элемент

типа насыщение для снижения К*β при определенных амплитудах, начиная с определенных амплитуд. Таким образом, ГСК состоит из 3-ех элементов: усилителя, ФСУ и нелинейного элемента поддерживающего баланс амплитуд. Часто роль нелинейного элемента выполняет сам ОУ (нелинейность типа насыщение).

Генератор синусоидальных колебаний с фазосдвигающей цепью типа R-параллель. Расчетные соотношения. Достоинства, недостатки.

В самом простом случае используется ОУ в инвертирующем включении (  ус=180) и фазосдвигающая цепь, дающую на определенной частоте также 180.

R ||      

C ||     

Условие 180 сдвига:

R||  

C||  

Надо добавить к этим цепочкам усилитель с коэффициентом усиления -29.

Выходной сигнал так же можно брать с делителя

                                                             ЭКВ    

 Если нет дополнительного усилителя можно симметрично Rос. При использовании делителя в ОС легко получить имитацию высокоомного резистора, но при этом Кр усилителя уменьшается пропорционально коэффициенту деления.

Схема генератора с использованием выходного тока цепочки R – параллель.

 При использовании в качестве входного сигнала для усилителя тока, протекающего через последний конденсатор оказывается возможным построить генератор без высокоомных резисторов.