RC-генераторы

Технические характеристики LC -генераторов в диапазонах достаточно низких частот существенно ухудшаются из-за резкого возрастания величин и размеров индуктивностей и емкостей колебательных контуров. Поэтому в низкочастотных автогенераторах в качестве колебательных систем и цепей положительной ОС используют частотно-избирательные RC -цепи. Наиболее распространены в радиоэлектронике и технике связи низкочастотные автогенераторы двух видов — с фазосдвигающей RC - цепью и с мостом Вина.

Автогенератор с фазосдвигающей RC-цепью.

Такой автогенератор содержит инвертирующий усилитель и трехзвенную RC -цепь положительной ОС (рис.6.6). Из теории цепей известно, что данная трехзвенная RС -цепь имеет типовые амплитудно-частотную b (f) и фазовую j (f) характеристики, показанные на рис.6.6.

Рис.6.6.

Цепь вносит фазовый сдвиг j _b=p на частоте и имеет вещественное значение коэффициента передачи b =1/29. Поэтому для обеспечения в автогенераторе баланса амплитуд необходимо выбирать коэффициент усиления усилителя ½ K _ус½= R ₂/ R ₁³29, а баланс фаз обеспечивается автоматически путем инвертирующего включения ОУ. Недостатки RC -генератора на инвертирующем усилителе и трехзвенной RC- цепью — довольно большое количество элементов в петле положительной ОС и, как следствие, трудность перестройки частоты генерации в широком диапазоне. Поэтому чаще применяют автогенераторы с неинвертирующим включением операционного усилителя и мостом Вина в цепи положительной ОС.

RC-генератор с мостом Вина.

Мост Вина представляет собой частотно-избирательную последовательно- параллельную RC -цепь, состоящую из двух емкостей С и двух сопротивлений R. Амплитудно-частотная b (f) и фазовая j (f) характеристики моста Вина (рис. 6.7) известны. Из графика частотной характеристики следует, что на частоте f_k =(2p RC)^-1 коэффициент передачи моста Вина b =1/3, а фазовый сдвиг в выходном сигнале отсутствует (j _b=0). Значит, самовозбуждение автогенератора будет происходить при коэффициенте усиления усилителя ½ K ½= R ₂/ R ₁³3 на квазирезонансной частоте f_k. Данный автогенератор имеет более компактную структуру построения схемы. В ней цепь положительной ОС включается между выходом и неинвертирующим входом ОУ (рис. 6.7). Регулировка амплитуды осуществляется подстроечным резистором R ₂. Перестройка частоты в схеме осуществляется обычно с помощью сдвоенного конденсатора.

Рис.6.7.