Генераторы RC-типа

Автогенераторы

В генераторах RC-типа для обеспечения заданной частоты f₀ синусои­дальных колебаний используют различные RC-цепи, имеющий наибольший коэффициент передачи на резонансной частоте f₀. При этом f₀ оп­ределяется уравнением

f₀ = 1/(2πRC)

Для создания генераторов низкой час­тоты обычно используют ИОУ, в качестве цепи ПОС у которых устанавливают RC-цепи.

На рисунке 70 приведена схема синусоидального генератора. Для выполнения баланса фаз необходимо, чтобы в усилителе сдвиг по фазе был φ = 0, а для выполнения баланса амплитуд необходимо установить коэффициент усилителя К = 1/γ = 3. Для обес­печения сдвига по фазе φ = 0, цепь ПОС под­ключена между выходом усилителя и его неинвертирующим входом. Необходимый коэффициент усиления задаётся с помощью цепи ООС на резисторах R1, R2.

 

Рисунок 70 – Схема RC-генератора

 

В цепь ПОС генератора включают RC-цепи, представляющие собой частотные фильтры. Частотный фильтр – это устройство, пропускающее сигналы в определённом диапазоне частот и не пропускающее в не этого диапазона. При этом по цепи обратной связи на вход усилителя возвращается, а значит и усиливается только определённая частота или полоса частот.

На рисунке 71 изображены типы частотных фильтров и их АЧХ. В зависимости от вида АЧХ фильтры подразделя­ют на четыре типа:

- фильтры нижних частот (ФНЧ);

- фильтры верхних частот (ФВЧ);

- полосовые частотные фильтры (ПЧФ);

-заграждающие частот­ные фильтры (ЗЧФ).

Фильтры характеризуются частотой среза f_c, а полосовые и заграждающие фильтры характеризуются также шири­ной полосы пропускания у ПЧФ или шириной полосы непропускания (за­держивания) у ЗЧФ.

 

Рисунок 71 – Типы частотных фильтров и их АЧХ

 

Для развития процесса самовозбуждения генератора необходимо вы­брать К чуть-чуть больше 1/Y = 3. Тогда, при подключений генератора к источнику питания, малейшие колебания на частоте f₀ через цепь ПОС будут поступать на неивертирующий вход ИОУ. А так как К > 1/Y, то эти колебания будут усиливаться усили­телем чуть больше, чем ослабляться цепью ПОС.

Поэтому, с каждым циклом ко­лебания на частоте f₀, амплитуда ко­лебаний будет возрастать, как это по­казано на рис. 72. При достижении амплитудой величины напряжения насыщения U_нас за счет нелинейности амплитудной характеристики ко­эффициент усиления становится К = 3 и на выходе генератора будут уста­новившиеся колебания частотой f₀ и постоянной амплитуды U_m = const.

 

Рисунок 72 – Временная диаграмма возбуждения генератора