Rc частотно-избирательные цепи

Для обеспечения сдвига фаз  = 2 на частоте генерации используют либо совокупность дифференциальных цепей, либо интегрирующие цепи.

Либо фазосдвигающие цепи на ОУ (см. раньше). Это наиболее простые генераторы, используемые для построения генераторов на одну фиксированную частоту.

Квазирезонансные rc цепи:

А) Мост Вина

Б) 2Т – мост

Мост Вина

R₁ = R₂ = R

- симметричный случай

C₁ = C₂ = C

f_{кв рез} =

f =

Мост Вина также широко используется для построения полосовых фильтров 2-го порядка, в том числе на ОУ.

2Т – мост

2Т – мост является заграждающим фильтром и широко используется при построении, как заграждающих фильтров, так и полосовых фильтров, если его включить в соответствующую цепь ОС.

Практические схемы генераторов синусоидальных сигналов

R₄/R₃ = 1/10

R₂/R₁ = 10

LC генератор на ОУ, где цепь ПОС обеспечена делителем R₃, R₄, LC контур и цепь ООС обеспечивают делители R₂, R₁.

На частоте настройки контура ПОС максимальна, а на всех остальных частотах выбирается меньше требуемой, в результате условие баланса фаз и амплитуд обеспечивается только на частоте настройки контура, что обеспечивает генерацию синусоидального сигнала. Т. к. любая ПОС повышает нестабильность всех параметров усилителя, то в генераторах всегда используется цепь ООС, обеспечивающая в первую очередь стабилизацию амплитуды выходного сигнала.

RC генератор на основе моста Вина

1. с параметрической стабилизацией амплитуды

2. с компенсационной стабилизацией амплитуды (с АРУ - автоматической регулировкой усиления)

1. С помощью элементов R₁, C₁, R₂, C₂ (мост Вина) обеспечивается ПОС и избирательные свойства, т. к. ₊ = 1/3, то для обеспечения генерации необходимо, чтобы усиление было строго = 2/3 для обеспечения начала генерации.

Перестройка по частоте может быть обеспечена либо одновременным изменением С₁, С₂, либо R₁, R₂. В рассматриваемой схеме для стабилизации амплитуды выходного напряжения используется нелинейная параметрическая ООС, обусловленная использованием VD₁ и VD₂.

Сопротивление резисторов R₄/R₃ + 1 выбирается таким, чтобы было немного больше 3/2 для обеспечения начала генерации. При возрастании амплитуды U_вых динамическое сопротивление диодов уменьшается, следовательно, глубина ОС увеличивается, усиление уменьшается. При уменьшении U_вых динамическое сопротивление диодов увеличивается, глубина ОС уменьшается, следовательно, усиление увеличивается. Таким образом, при определенной амплитуде U_вых обеспечивается в схеме баланс амплитуд при отклонениях этого напряжения от стационарного, нелинейность ОС обуславливает возврат системы в режим балансе. Т. к. характеристики диодов практически не зависят от частоты в относительно широком диапазоне частот (особенно ВЧ - диоды), то стабилизация достигается в широком диапазоне частот почти мгновенно. Но т. к. ОС нелинейная, то это приводит к нелинейным искажениям выходного сигнала и такой вариант стабилизации не обеспечивает высокой частоты выходного сигнала. Более чистый сигнал обеспечивает система инерционной стабилизации U_вых (линейной), что реализовано в 2) с помощью цепи R₀ - VD₁ - C₀ - VT₁. В этой схеме ПТ выполняет роль управляемого напряжением резистора и R₃, R₄ выбираются такими, чтобы усиление было несколько больше требуемого (процентов на 10). Цепочка R₀ - VD₁ - C₀ представляет собой преобразователь амплитуды U_вых в напряжение (выпрямитель). Это напряжение на С₀ управляет затвором ПТ (VT₁). При возрастании выходного напряжения, напряжение на С₀ также возрастает, VT₁ закрывается, его выходное сопротивление возрастает, следовательно, глубина ОС увеличивается. Усиление уменьшается и возвращает систему в состояние баланса. При уменьшении амплитуды U_вых действия противоположны и опять возвращение к состоянию баланса. Т. к. здесь используется интегрирование с помощью С₀, то эта система автоматического регулирования с интегратором в цепи ОС, т. е. система инерционна и отрабатывает медленное изменение U_вых. Т. к. система линейна, следовательно, имеет место минимальный коэффициент нелинейных искажений, т. е. монохроматичности выходного сигнала. В прецизионных генераторах сигналов с широким диапазоном перестройки по частоте, используют как параметрическую стабилизацию, так и компенсационную одновременно.