Из нее следует, что при малой амплитуде входного напряжения Uвх ОУ работает в линейном режиме и К= Uвых/ Uвх. С ростом входного напряжения начинает проявляться нелинейность АХ ОУ, К будет постоянным и даже начнет уменьшаться. Напряжение ОС Uос = Uвх, определяемая β= Uос/Uвых и связано с ним линейно. Оно действует на входе ОУ, поэтому линия ОС β представляет из себя прямую, расположенную под углом ϒ к оси абсцисс.
Точка пересечения АХ ОУ с линией ОС β определяет величину стационарной амплитуды и она является точкой устойчивого равновесия, и при случайном отклонении амплитуды выходного напряжения от Uст, АГ всегда возвращается в исходное состояние.
Рассмотрим процесс возникновения, развития и установления колебательного процесса в АГ, графически результат анализа показан стрелками.
Положим, что на вход УС воздействует небольшое входное напряжение Uвх1. Тогда после усиления в «К» раз на выходе АГ появится напряжение Uвых1. Это напряжение, ослабленное цепью ОС в β раз, поступает на вход УС в виде Uвх2 затем оно, в свою очередь, усилится Uвых2. Подобный процесс будет протекать до тех пор, пока амплитуда Uвых не достигнет стационарного значения Uст.
Рассмотрим влияние β на режим самовозбуждения АГ с помощью амплитудной характеристики вида Uст = f(β). Если плавно увеличивать β (уменьшать наклон линии β), то, начиная с некоторого критического значения βкр амплитуда стационарного колебания будет возрастать, как показано на рисунке. Такой режим самовозбуждения называют мягким.
График
Для его обеспечения АХ УС должно выходить из нуля и иметь достаточно большой угол наклона к оси абсцисс в начале координат. Этот режим характерен тем, что подбором β можно установить любую, даже очень небольшую стационарную амплитуду выходных колебаний.
Рассмотрим процессы, происходящие в АГ, амплитудная характеристика ОС которых имеет S-образную форму.
Графики 2
Такой АХ обладает УС, при расположении его РТ на нелинейном участке передаточной характеристики. Для самовозбуждения этих АГ требуется очень сильное ПОС и выходные колебания возникают мгновенно – скачком при β=β1, когда линия ОС1 касается АХ в точке 0. Генерация колебаний скачком при β<β2, когда линия ОС-2 становится касательной к выпуклой части АХ. На графике точка А – отражает стационарный режим работы АГ, а точка С – отражает неустойчивый режим равновесия. При амплитуде колебаний, располагающихся ниже точки С, колебания затухают, а выше точки С нарастают и достигают стационарной амплитуды в точке А. чтобы вновь возбудить колебания необходимо увеличить β до β1. Такой режим СВ называют жестким. Стрелками показано направление изменения β. Этот режим нежелателен и применяется крайне редко.
13.3. Трехточечные системы АГ.
В большинстве схем АГ напряжение ОС снимается с части колебательного контура, т.е. используется неполное включение. Поскольку контур имеет 3 точки соединения (выводы), то схемы LC-генераторов получили названия трехточечных.
Упрощенная структурная схема 3т АГ на ОУ имеет вид.
Схема
В ней реактивные элементы Z1, Z2, Z3 образуют колебательную систему, с помощью которой создают частотно-зависимую ПОС.
Т.к. индуктивности и емкости контуров имеют малые омические потери, поэтому будем учитывать только реактивные сопротивления Х1,Х2,Х3.
Положим, что входное сопротивление ОУ много больше Z1.
Тогда Iвх=Uвых/Z1+Z3. Uос=Uвх=IвхZ1=Uвых*Z1/(Z1+Z2).
=
.
Т.к. в ОУ в АГ
включен по неинвентирующей схеме, то на резонансной частоте, для которой полное
реактивное сопротивление контура Х1+Х2+Х3=0,
усилительный каскад не вносит в выходной сигнал фазовый сдвиг и 
. Условие баланса фаз 
будет выполняться в
том случае, когда и цепь ПОС не вносит фазового сдвига, т.е. 𝛗3=0.
Это возможно лишь тогда, когда Х1 и Х3 реактивности
одного знака, т.е. либо L,
либо С. Тогда Х2 должна иметь реактивность противоположного знака.
Значит, возможны два варианта трехточных схем.
Схемы 2
В индуктивной трехточке напряжение обратной связи с индуктивности L1 поступает на неинвентирующий вход ОУ. Поскольку знаки мгновенных значений L1 и L3 относительно их общей точки соединения одинаковы, то ОС будет положительной.
В емкостной трехточке напряжение обратной связи с конденсатора С1 также поступает на неинвентирующий вход ОУ. Поскольку знаки мгновенных значений напряжений на их обкладных относительно общей точки соединения одинаковы, то ОС будет положительной.
В АГ на транзисторах обобщенные структурные схемы будет иметь следующий вид:
Схемы 2
Правило составления схемы читается так: реактивности, включаемые между базой и элементом и между эмиттером и коллектором должны быть одного знака, а между базой и коллектором другого знака
Лекция 14. Разновидности схем АГ.
1. RC-генераторы.
Характеристики и показатели LC-генераторов в диапазоне низких частот существенно ухудшаются вследствие резкого возрастания величин индуктивности и емкости колебательных контуров и соответствующих им размеров катушек индуктивности и конденсаторов. Поэтому в НЧ АГ в качестве колебательных систем и цепей ПОС используют частотно-избирательные RC-цепи. Все современные RC-генераторы до 10Вт строятся на ОУ.
Напряжение ПОС в RC АГ на ОУ можно подавать как на инвертирующем, так и на неинвертирующие входы. В схемах с неинвертирующим входом цепь ПОС не должна вносить фазового сдвига в выходной сигнал. В схемах с инвертирующим входом цепь ПОС на частоте генерации должна сдвигать фазу выходных колебаний на угол 𝛗β=π.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.