Обобщенная схема одноконтурного автогенератора

Лекция №8

Генераторы

Широкое понятие, в которое входит ряд функциональных устройств

По назначению, по форме сигнала, по типу реализации…

Например:

-генераторы с внешним возбуждением;

-генераторы прям. импульсов;

-генераторы импульсов треугольной формы;

-генераторы импульсов спец. формы;

-генераторы логических функций;

- генераторы коротких импульсов;

- автогенераторы

 

Автогенераторы

Автогенератор – устройство, преобразующее энергию источника питания в энергию колебаний. Не требуют внешнего возбуждения (входного сигнала).

Автогенератор должен иметь: источник питания; усилитель; цепь ОС

Рис.8.1 Структурная схема автогенератора

 

Усилитель охваченный ПОС

(8.1)

, , - комплексные

К_рс =Кb - коэффициент передачи разомкнутой системы

 

При Кβà 1, à

При кβ 1 – усилитель с ПОС - автогенератор.

Это означает, что при U_вх = 0 на выходе есть переменное напряжение, периодическое.

При Кβà 1, U_вых будет увеличиваться, пока не станет ограничиваться Е_пит, т.е. усилительный элемент будет находится в режиме насыщения и отсечки. Форма сигнала при этом будет близка к прямоугольной.

 

f_рс = - сдвиг фазы разомкнутой системы (8.2)

При (ПОС) (8.3)

 

Рис.8.2 АЧХ и ФЧХ звеньев автогенератора

генерация существует на частоте w_г

 

Пример:

Релаксационный транзисторный автогенератор (мультивибратор)

Рис.8.3 Принципиальная схема мультивибратор

 

Уравнение автогенератора

- уравнение автогенератора. (8.4)

Решение:

n = 0, 1, 2 … (8.5)

это условие баланса амплитуд – петлевой коэффициент = 1;

и условие баланса фаз – условие равнозначно существованию в системе ПОС.

Для генерации синусоидальных колебаний в кольцо автогенератора включают избирательный четырехполюсник.

 

Рис.8.4 Структурная схема автогенератора с избирательным фильтром в кольце

Пример: генератор синусоидальных колебаний с мостом Винна.

 

Рис.8.4а мост Винна

 

Рис.8.4б АЧХ и ФЧХ моста Винна

 

(8.6)

Рис.8.4в Автогенератор с мостом Винна

- мост Винна

Для выполнения баланса амплитуд д.б.

à для этого нужно (8.7)

 

Условие ПОС = 0, =0 выполняется

В схеме есть ООС по амплитуде – для ее стабилизации (амплитуды выходного напряжения).

Если U_вых увеличивается à R_т увеличивается àКу уменьшаетсяà U_вых уменьшается, и наоборот если U_вых уменьшается ….

Одноконтурные автогенераторы (с одним LC контуром)

Избирательный четырехполюсник (z) и четырехполюсник обратной связи (b) совмещены

в одном колебательном контуре.

Пример: автогенератор с трансформаторной связъю

Рис.8.5 Автогенератор с трансформаторной связью.

(8.8)

Баланс фаз?

Транз. усилитель инвертирует сигнал … (продолжить…)

 

Пример: автогенератор, включенный по схеме с общей базой

Рис.8.6 автогенератор на транзисторе с общей базой и его эквивалентная схема по

переменному току

 

Обобщенная схема одноконтурного автогенератора

На эквивалентной схеме автогенератора (рис.8.6) по переменному току:

L - Lкб, С1 – Сбэ, С2 - Скэ

Рис.8.7 обобщенная схема одноконтурного автогенератора

(8.9)

 

Z1=jX1; Z2=jX2; Z3=jX3

X1+X2+X3=0 условие резонанса колебательного контура; (8.10)

Из (8.10) à X3+X2= -X1 (8.11)

(8.12)

Так как b - вещественный то для этого X1 и X2 должны иметь одинаковые знаки (т.е. иметь либо индуктивный, либо ёмкость характер), и тогда, X3– должен иметь противоположный знак к X1 и X2 это следует из (8.11).

Если X1 и X2 – емкость, то X3 должна быть индуктивность, такой автогенератор называется «ёмкостная трехточка».

Если X1 и X2 – индуктивность, а X3 – емкость, то это «индуктивная трёхточка».