Генераторы синусоидальных колебаний (Лекция 3)

1. Лекция 3 Генераторы синусоидальных колебаний

1 Назначение, классификация, структурная
схема и условие самовозбуждения.
2 Автогенератор.
3 Генератор с мостом Вина и генератор с
двойным Т-образным мостом.
Литература: [1]. С. 287-293
[2]. C. 92-100

2.

Генератором синусоидальных колебаний (гармонических
колебаний) называют электронное устройство, предназначенное
для преобразования электрической энергии источника
постоянного тока в энергию незатухающих синусоидальных
колебаний заданной частоты.
В зависимости от генерируемых частот генераторы
синусоидальных колебаний подразделяют на:
низкочастотные (10 Гц …100 кГц),
высокочастотные (100 кГц … 100 МГц)
сверхвысокочастотные (свыше 100 МГц).
В устройствах промышленной электроники используются в
основном низкочастотные и высокочастотные генераторы,
которые применяются в измерительных и регулирующих
устройствах, в устройствах питания технологических установок
ультразвуковой обработки материалов.

3. Схема генератора с положительной обратной связью

4. Схема генератора с положительной обратной связью

Структура генератора содержит в своем составе:
1) активный элемент (K);
2) частотно-избирательный четырехполюсник (β).

5.

Если гармонические колебания в генераторах поддерживаются
резонансными LC-контурами то , генераторы называются LCгенераторами, а если с помощью фазирующих RС-цепей,
включаемых в цепь обратной связи усилителей, — то RСгенераторами гармонических колебаний.
Условие самовозбуждения генератора (баланс амплитуд и
фаз)
- баланс амплитуд
- баланс амплитуд и фаз
где φ — сдвиг по фазе для цепи прямой передачи (для усилителя);
ψ — сдвиг по фазе для цепи обратной связи.

6.

Различают два режима возбуждения генератора СК:
- мягкий режим (режим самовозбуждения);
- жесткий режим.
- Мягкий режим
(режим самовозбуждения)сигнал на
выходе автогенератора возникает после его подключения к
источнику питания самопроизвольно.
При жестком режиме для возникновения колебаний
требуется внешний начальный сигнал.
Автогенератором называется генератор синусоидальных
колебаний, работающий в режиме самовозбуждения.
Основными функциональными элементами автогенератора
являются:
1) активный элемент, выполненный в виде усилительного
устройства для обеспечения баланса амплитуд,
2) фазосдвигающая цепь, обеспечивающая баланс фаз.

7. Мягкий режим самовозбуждения автогенератора

8. Резистивно-емкостная цепь

arctgX с / R arctg 3 / 3

9. Схема трехзвенной цепи ПОС

10. Генератор с фазосдвигающей цепью

f0
1
2
6 RC

11. Мост Вина

12. Схема генератора на ОУ с мостом Вина

1
f0
2 RC

13. Схема двойного Т-образного моста

14. Схема генератора на ОУ с двойным Т-образным мостом

R3 = R1 /2;
С3 = 2С1.
f0
1
1
2 nR1C1
4 R1C1

15. Контрольные вопросы

• Какое устройство называется генератором
синусоидальных колебаний?
• Охарактеризуйте мягкий режим возбуждения
генераторов синусоидальных колебаний?
• Поясните условия самовозбуждения генераторов?
• Что называется автогенератором?
• Принцип работы генераторов с фазосдвигающей
цепью?
• Принцип работы генератора с мостом Вина?
• Как определяется частота колебаний генератора с
двойным Т – образным мостом?