Генераторы сигналов
- Генераторы гармонических колебаний – это устройства, преобразующие энергию источника постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний синусоидальной формы требуемой частоты и мощности.
- Генераторы классифицируются:
a) В зависимости от частоты:
Ø Низкочастотные (0,01 – 100 кГц);
Ø Высокочастотные (0,1 – 100 МГц);
Ø Сверхвысокочастотные > 100 МГц;
b) В зависимости от способа возбуждения:
Ø С независимым возбуждением;
Ø С самовозбуждением (автогенераторы);
Условия самовозбуждения автогенераторов
Структурная схема автогенератора имеет вид:
Состоит из усилителя с коэффициентом усиления 
и звена положительной обратной связи 
Коэффициенты и 
зависят от частоты и являются комплексными числами.
В качестве звеньев ОС используются частотно зависимые цепи: LC-контуры, либо RC-четырехполюсники.
Если 
и 
представляют колебания синусоидальной формы, то устойчивый стационарный режим, при котором амплитуды 
возможен при условии 
– условие самовозбуждения. 
Действительно: 
Откуда следует: 
где 
и 
– модули коэффициентов усиления,
и 
– аргументы этих коэффициентов.
Равенство = 1 выполняется при следующих условиях:
1) 
2) 
где 
Условие 1 называется условием баланса амплитуд. Оно соответствует тому, что потери энергии в автогенераторе восполняются звеном ПОС от источника питания.
Условие 2 называется условием баланса фаз. Оно свидетельствует о наличии положительной обратной связи.
Определим зависимости частоты возбуждаемых колебаний и формы выходного напряжения автогенератора от его параметров.
Схема LC-генератора на ОУ
По первому закону Кирхгофа 
Т. к. 
Это дифференциальные уравнения затухающих колебаний.
Введем обозначения:
и 
, тогда 
Это дифференциальное уравнение имеет решение:
Возможны три характерных случая:
-
, т. е. 
Амплитуда выходного сигнала падает по экспоненциальному закону. Колебания затухающие.
-
, 
Возникают устойчивые синусоидальные колебания с частотой 
:
-
, т. е.
Амплитуда выходного напряжения нарастает по экспоненциальному закону.
Вывод: самовозбуждение при включении питания возможно только при условии 
Для того, чтобы колебание было синусоидальным, необходимо в дальнейшем осуществить регулировку 
. Т. е., чтобы 
Существуют два режима самовозбуждения:
- «Мягкий».
- «Жесткий».
При «мягком» режиме возбуждения 
в момент включения источника питания. Случайно возникающее возмущение усиливается и через цепь ОС подается опять на вход в фазе со входным. Происходит лавинообразный процесс нарастания выходного сигнала. Когда 
перегрузится (режим насыщения), 
будет уменьшаться, пока не станет равным
При «жестком» режиме 
в момент включения питания. Для возбуждения 
необходимо дополнительный сигнал. 
тогда .
