Мета роботи : Вивчення принципу роботи параметрів і умов самозбереження RC-генераторів, гармонійних коливань та їх схемної реалізації. Теоретичні основи Використання генераторів із коливальними контурами (типу LC ) для генерування гармонійних коливань з частотами меншими за 15-20 кГц є недоціоьними із-за розмірів контурів. Для цих цілей широко використовують генератори типу RC, в яких замість коливального контура використовують вибірні RC- фільтри. Автогенератори гармонійних коливань перетворюють енергію джерел живлення в енергію незатухаючих синусиїдальних коливань на виході. Вони складаються із активного елемента (АЕ) і частотно- вибірного чотирьохполюсника (ЧВЧ). В якості активних елементів в генераторах широко використовують транзистори і операційні підсилювачі , а в якості ЧВЧ в області низьких частот – RC – чотирьохполюсники; міст Віна, фазообертаючі ланцюжки, які мають кілька RC- ланок диференціюючого і інтегруючого типів. На мал.1 показано структурну схему найпростішого генератора, який будується по кільцевій схемі з додатнім зворотнім зв`язком (ДДЗ). Його основні елементи АЕ і ЧВЧ.
Рис.1 Частота сигналів, що генерує RC-генератор, називається квазі резонансною, так як ЧВЧ не має резонансних властивостей, як LC-контур. Коефіцієнт підсилення підсилювача, задіяного ДЗЗ,
(1) , де
– к-нт підсилення підсилювача
– к-нт передачі ЧВЧ Для того, щоб при поданні на схему автогенератора напруги живлення на його виході генерувалися гармонійні коливання, необхідно забезпечити дві умови самозбудження генератора :
(2)
(3) де n - 0,1,2,3…… Ці умови означають, що для отримання незатухаючих автоколивань на виході, необхідно щоби витрати, що вносить ЧВЧ, компенсувалися підсилювачем (АЕ), виконувався баланс амплітуд (2), а сумарний зсув фаз, що створюється підсилювачем і ЧВЧ в кільцевій схемі (рис.1) має дорівнювати нулеві або бути кратним n 2
, тобто виконувався баланс фаз (3). Умови (2) і (3) повинні виконуватися лише на частоті генерування коливань
(частоті квазірезонансу). По принципі побудови RC- автогенератори діляться на 2 основні групи : автогенератори без обертання фази сигналу в колі зворотнього зв`язку (зз) на ±
квазірезонансній частоті
; автогенератори з обертанням фази сигналу в колі зз на ±
квазорезонансній частоті
. 1.1.RC-автогенератори без обертання фази в колі зз. Відомо,що при парному числі каскадів підсилювач повертає фазу вхідного сигналу на 2
. Це означає, що при охопленні такого підсилювача ДЗЗ достатньої глубини він може генерувати незатухаючі електричні коливання і без увімкнення спеціальних фазообертаючої ланки. Для виділення необхідної частоти синусиїдних коливань із всього спектру частот, що генерує схема, необхідно забезпечити виконання умов самозбудження тільки для однієї частоти .З цією метою в коло зворотнього зв`язку може бути увімкнена послідовно-паралельна вибірна ланка (рис.2) Визначимо властивості цієї ланки, розглядаючи її як подільник напруги
Рис.2 Тоді можемо записати:
(4), де
;
. Коефіцієнт передачі напруги цією ланкою :
(5) На квазірезонансній частоті Wo коефіцієнт передачі напруги повинен бути рівним дійсному числу. Це виконується, коли :
, (6) Тоді
(7) або
(8) Коефіцієнт передачі напруги на квазірезонансній частоті :
(9) Підставляючи в (9) Wo із (7) отримаємо :
(10) Прийнявши R1=R2 =R і С1=С2=С , знайдем
і
і
(11) ,
(12) Затухання, що вноситься мос...