Трёхточечные автогенераторы гармонических колебаний

В большинстве схем - генераторов напряжение обратной связи снимается с части колебательного контура, т.е. используется его неполное включение. Поскольку контур при этом имеет три точки соединений (выводов), то схемы - генераторов (рис.7) получили название трёхточечных.

а) б) в)

Рис.8. Схемы трёхточечных автогенераторов:

а) – структурная; б) – индуктивная трёхточка; в) – ёмкостная трёхточка.

Упрощённая структурная схема трёхточечного автогенератора, построенного на неинвертирующем усилителе, представлена на рис.8, а. В этой схеме реактивные элементы и образуют колебательную систему (резонансный контур), с помощью которой создают частотно-зависимую положительную обратную связь. В реальных схемах автогенераторов индуктивности и ёмкости контуров имеют малые омические потери, поэтому при анализе можно учитывать только их реактивные сопротивления .

Предположив, что входное сопротивление усилителя много больше модуля сопротивления элемента находим ток . Тогда напряжение обратной связи

.................. (15)

и коэффициент петли ПОС:

................. (16)

Так как ОУ в автогенераторе включён по неинвертирующей схеме, то на резонансной частоте, для которой полное реактивное сопротивление контура

,..................................... (17)

усилительный каскад не вносит в выходной сигнал фазовый сдвиг и поэтому .

Условие баланса фаз (6) будет выполняться в том случае, когда и цепь ПОС не вносит фазового сдвига (). Это возможно обеспечить, если – реактивные сопротивления одного знака, т.е. либо оба элемента – ёмкости, либо – индуктивности. При таких предположениях для выполнения равенства (17) сопротивление должно иметь знак, противоположный знаку сопротивлений . Два варианта построения трёхточечных генераторов показаны на рис.8, б,в.

В схеме - генератора (рис.8, б), известной в радиотехнике под названием индуктивной трёхточки, индуктивная ветвь параллельного контура содержит индуктивности и . Напряжение ОС с индуктивности поступает на неинвертирующий вход ОУ. Поскольку знаки мгновенных значений напряжений на индуктивностях и относительно их общей точки соединены одинаково, то обратная связь будет положительной. В ёмкостной ветви колебательного контура включён конденсатор .

По аналогии с индуктивной трёхточкой можно построить автогенератор с ёмкостной трёхточкой (рис.8, в). В данной схеме ёмкостная ветвь колебательного контура содержит конденсаторы и . Напряжение ОС с конденсатора поступает на неинвертирующий вход усилителя. При таком включении конденсаторов в колебательный контур полярности мгновенных значений напряжений на их обкладках относительно общей точки соединения одинаковы, и поэтому в схеме обратная связь – положительная.

В радиотехнике часто используются и автогенераторы, в которых ОУ включены по инвертирующей схеме. При этом достаточно в схеме рис. (рис.8, б, в) поменять местами индуктивность и ёмкость .

Настройку - генератора на требуемую частоту осуществляют обычно изменением ёмкости подстроечного конденсатора, включенного параллельно основному конденсатору резонансного контура. В современных генераторах применяют варикапы, позволяющие осуществлять настройку или подстройку частоты контура электронным способом.

- генератор

Технические характеристики и показатели - генераторов в диапазонах достаточно низких частот существенно ухудшаются вследствие резкого возрастания величин индуктивностей и ёмкостей колебательных контуров и соответствующих им размеров катушек индуктивностей и конденсаторов. Поэтому в низкочастотных автогенераторах в качестве колебательных систем и цепей положительной обратной связи используют частотно-избирательные - цепи. Практически все современные - генераторы малой и средней мощности (до 10... 15 ватт) строятся на ОУ.

Напряжение ПОС в - генераторах на операционных усилителях можно подавать как на инвертирующий, так и на неинвертирующий входы. В схемах - генераторов с неинвертирующим включением операционного усилителя частотно-избирательная цепь ПОС не должна вносить фазового сдвига в выходной сигнал. В - генераторах с инвертирующим включением ОУ, наоборот, - цепь ПОС на частоте генерации должна сдвигать фазу выходных колебаний на угол .

В радиоэлектронике наибольшее распространение нашли автогенераторы двух разновидностей: с фазосдвигающей - цепью и с мостом Вина.

---

Дата добавления: 2015-07-15