Краткие теоретические сведения

Использование LC-генераторов для генерирования низкочастотных гармонических колебаний затруднительно, т.к. необходимо увеличивать индуктивность и емкость контура, что связано с уменьшением добротности контура и увеличением его габаритов и массы. Поэтому на этих частотах используют RC-генераторы.

Из множества разновидностей на практике находят применение цепочные и мостовые RC-автогенераторы.

В цепочечном автогенераторе низкочастотный усилитель в пределах полосы пропускания имеет постоянный коэффициент усиления и постоянный фазовый сдвиг 180° между входным и выходным напряжениями. Форма генерируемых колебаний в таком генераторе оказывается зависящей от частотных характеристик цепи обратной связи.

Для развития процесса самовозбуждения генератора необходимо выбрать коэффициент  чуть-чуть больше . Тогда при подключении генератора к источнику питания малейшие колебания на частоте  через цепь ПОС будут поступать на вход усилителя, а т.к. , то эти колебания будут усиливаться усилителем чуть больше, чем ослабляться цепью ПОС. Поэтому с каждым циклом амплитуда колебаний на частоте  будет возрастать. При достижении амплитудой величины напряжения насыщения  за счет нелинейности амплитудной характеристики коэффициент усиления становится , и на выходе генератора будут установившиеся колебания с определенной частотой и постоянной амплитуды. При этом искажения формы гармонического колебания (срез амплитуды) будет минимальным.

Для поворота фазы выходного напряжения усилителя на 180° в цепь ПОС включается фазосдвигающая цепь (ФСЦ), состоящая из нескольких (обычно трех или четырех) фазосдвигающих RC-звеньев.

В мостовом автогенераторе низкочастотный усилитель имеет постоянный коэффициент усиления и постоянный фазовый сдвиг 360⁰ между входным и выходным напряжениями в пределах полосы пропускания. Т.к. коэффициент передачи двухкаскадного усилителя существенно больше отношения , то выходное напряжение достигнет значения  раньше амплитудного значения, что приведет к значительным искажениям формы колебаний.

Линейная отрицательная обратная связь (ООС) приводит к уменьшению коэффициента усиления, а следовательно к уменьшению искажений формы колебаний. Для поддержания  и минимальных искажений формы используют автоматическое регулирование коэффициента усиления в зависимости от амплитуды генерируемых колебаний. Для этого используется цепь нелинейной ООС, когда одним из ее элементов является нелинейное сопротивление. Изменение его сопротивления приводит к изменению глубины ООС, а следовательно коэффициента усиления усилителя.

Лабораторная работа №10