RC-генератор гармонических колебаний. Буханов В.М - 3 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Из анализа формулы (1) следует, что при β
>
0 K
≤
'
K
≤
∞
. Значение
'
K
=
∞
получается при β = 1/K. Это значение будем называть критическим. Усилитель с
положительной обратной связью (β
>
0), большей критической (β
>
1/K), способен к
автоколебаниям, т.е. является генератором незатухающих колебаний. Действительно, на
входе любого усилителя возникают хотя бы слабые тепловые флюктуации напряжения
(шумы), имеющие сплошной (“белый”) спектр частот колебаний. Пройдя через усилитель
и цепь обратной связи, эти колебания вернутся на вход усилителя уже усиленными (так
как при β
>
1/K
3
U
>
).
При определенных условиях такой процесс приведет к нарастанию амплитуды
колебания некоторой частоты (из сплошного шумового спектра), пока она не будет
ограничена нелинейностью характеристик транзисторов усилителя. Такими условиями,
необходимыми для возбуждения незатухающих колебаний, являются следующие два. Во-
первых, фаза напряжения на выходе цепи обратной связи должна совпадать с фазой
входного напряжения усилителя (положительная обратная связь). Во-вторых, амплитуда
напряжения на выходе цепи обратной связи должна превышать амплитуду первичного
входного напряжения. Это т.н. условия самовозбуждения генератора: первое – условие
баланса фаз, второе – условие баланса амплитуд.
Для того чтобы происходила генерация колебаний, близких по форме к
гармоническим, необходимо, чтобы условия самовозбуждения для него выполнялись в
узком интервале частот.
Теперь, ознакомившись с общим принципом действия RC-генератора, разберем
более подробно работу одной, широко распространенной схемы RC-генератора (рис. 2).
Рис. 2. Схема RC-генератора
В этой схеме применен двухкаскадный транзисторный усилитель. Такой усилитель
для средней части своей амплитудно-частотной характеристики практически не
поворачивает фазу выходного напряжения.
Исследование работы схемы будем проводить, используя метод комплексных
амплитуд. Для этого заранее предположим, что в генераторе установились
синусоидальные электрические колебания с круговой частотой ω. Комплексные
4
                                        4
       Из анализа формулы (1) следует, что при β > 0 K ≤ K ' ≤ ∞ . Значение K ' =
 ∞ получается при β = 1/K. Это значение будем называть критическим. Усилитель с
положительной обратной связью (β > 0), большей критической (β > 1/K), способен к
автоколебаниям, т.е. является генератором незатухающих колебаний. Действительно, на
входе любого усилителя возникают хотя бы слабые тепловые флюктуации напряжения
(шумы), имеющие сплошной (“белый”) спектр частот колебаний. Пройдя через усилитель
и цепь обратной связи, эти колебания вернутся на вход усилителя уже усиленными (так
как при β > 1/K U 3 > U 1 ).
       При определенных условиях такой процесс приведет к нарастанию амплитуды
колебания некоторой частоты (из сплошного шумового спектра), пока она не будет
ограничена нелинейностью характеристик транзисторов усилителя. Такими условиями,
необходимыми для возбуждения незатухающих колебаний, являются следующие два. Во-
первых, фаза напряжения на выходе цепи обратной связи должна совпадать с фазой
входного напряжения усилителя (положительная обратная связь). Во-вторых, амплитуда
напряжения на выходе цепи обратной связи должна превышать амплитуду первичного
входного напряжения. Это т.н. условия самовозбуждения генератора: первое – условие
баланса фаз, второе – условие баланса амплитуд.
       Для того чтобы происходила генерация колебаний, близких по форме к
гармоническим, необходимо, чтобы условия самовозбуждения для него выполнялись в
узком интервале частот.
       Теперь, ознакомившись с общим принципом действия RC-генератора, разберем
более подробно работу одной, широко распространенной схемы RC-генератора (рис. 2).




                            Рис. 2. Схема RC-генератора


      В этой схеме применен двухкаскадный транзисторный усилитель. Такой усилитель
для средней части своей амплитудно-частотной характеристики практически не
поворачивает фазу выходного напряжения.
      Исследование работы схемы будем проводить, используя метод комплексных
амплитуд. Для этого заранее предположим, что в генераторе установились
синусоидальные электрические колебания с круговой частотой ω. Комплексные

Страницы