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

Для нахождения частоты, на которой фазосдвигающая цепь даёт фазовый сдвиг 180º необходимо найти её передаточную функцию , затем, заменяя р на јω, найти комплексный коэффициент передачи  и найти частоту, на которой аргумент комплексного коэффициента передачи будет равен 180º. Опуская промежуточные выкладки, можно получить передаточную функцию для фазосдвигающей цепи С-параллель, представленной на рис.9.2б.

,

переходя к комплексному коэффициенту передачи, имеем:

.

Приравнивая мнимую часть знаменателя к нулю, можно получить:

 → ,

тогда  равен:

.

Таким образом, на частоте генерации , коэффициент усиления инвертирующего должен быть равен 29. Схема генератора на основе фазосдвигающей цепи С-параллель представлена на рис.9.7.

Общим недостатком схем с использованием фазосдвигающих цепей R, С-параллель является сложность подстройки частоты. Для подстройки/перестройки частоты необходимо одновременно, для предотвращения баланса фаз и амплитуд, изменять либо три резистора, либо три конденсатора. Данным обстоятельством объясняется применение этих схем в основном для фиксированных частот.

Рис.9.7. Генератор синусоидальных колебаний на основе фазосдвигающей цепи С-параллель

Генератор синусоидальных колебаний с последовательно-параллельной фазосдвигающей цепью (на основе моста Вина). Расчетные соотношения. Достоинства, недостатки.

Рис.9.10. Мост Вина

Мост Вина (см. рис.9.10а) используется для измерения частоты. Он состоит из двух ветвей: реактивной (последовательно-параллельной R, С-цепочки) и пассивной (2r-r). На диагональ питания подаётся входное напряжение . В измерительной диагонали, при выбранном соотношении резисторов пассивной ветви, будет нулевое напряжение только в том случае, если частота входного напряжения соответствует значению , где . Действительно, находя напряжение в измерительной диагонали , имеем:

.

На частоте . На рис.9.10б видно, что мост Вина в генераторе запитывается выходным напряжением, а на частоте генерации за счёт значительного коэффициента усиления операционного усилителя напряжение . Таким образом, можно считать рассмотренный генератор генератором на основе моста Вина. Известно, что если поменять местами диагонали в четырёхзвенном мосте, то условие его равновесия не нарушится. Проделывая такую операцию в схеме, представленной на рис.9.10, можно получить ещё один вариант генератора (см. рис.9.11).

Рис.9.11. Генератор на основе моста Вина

Такая схема удобна в тех случаях, когда перестройка частоты осуществляется сдвоенным переменным конденсатором, один электрод которого общий.

Варианты исполнения генераторов на основе моста Вина. С однополярным питанием; на основе двух ОУ с параллельной отрицательно обратной связью.

Рис.9.12. Варианты генераторов с последовательно-параллельной R, С-цепью: а) генератор с однополярным питанием; б) генератор с усилителями без синфазной составляющей

На рис.9.12б представлен генератор с последовательной R, С-цепочкой (входная цепь ОУ1) и параллельной R, С-цепочкой (обратная связь ОУ1).

Генератор синусоидальных колебаний с Т-образной фазосдвигающей цепью. Достоинства, недостатки.