Основы радиоэлектроники: Лабораторный практикум. Часть 2, страница 10

1 Сведения из теории

1. 1 RС- генераторы с самовозбуждением

    С понижением частоты генерируемых колебаний увеличиваются величины индуктивности и емкости LС-генераторов. Это увеличивает активное сопротивление обмотки катушки и токи утечки конденсатора, а следовательно снижает добротность контура и приводит к искажениям генерируемых колебаний. Поэтому на низких частотах нашли применение RС-автогенераторы, в которых усилители охватываются частотно-зависимой обратной связью через RС-цепи различного вида. В RС-генераторах используются Г-образный RС-четырехполюсник, двойной Т-образный мост и так называемые RС-цепи типа R-параллель и С-параллель.

1.1.1  RС -генераторы с фазовым сдвигом в цепи

обратной связи

          В автогенераторах этого типа в цепи обратной связи включаются трех- или четырехзвенные RС-цепи, которые могут иметь два варианта - R-параллель и С-параллель.

          Схема трехзвенной RС-цепи R-параллель представлена на рисунке 1,а, а С-параллель - на рисунке 1,б.

          Коэффициент затухания (величина обратная коэффициенту передачи) цепи R-параллель определяется выражением

,

адляцепи С-параллель  выражением

.              

Частотная и фазовая характеристики цепи R-параллель представлена на рисунке 1, в, а цепи С-параллель - на рисунке 1,г.

Рисунок 1 - Принципиальные схемы и характеристики трёхзвенных RC-цепей

          Как видно из этих графиков, модуль коэффициента передачи и фазовый сдвиг меняются в широких пределах, т. е. цепи не обладают выраженной избирательностью к частоте входного сигнала. Однако, на некоторой частоте   для цепи R-параллель и частоте  для цепи С-параллель фазовый сдвиг между выходным и входным напряжениями равен 180°, а модуль коэффициента передачи равен  .

          Если эти цепочки включить в цепь отрицательной обратной связи усилителя, суммарный фазовый сдвиг схемы на частоте w будет равен нулю, т.е. выполнится условие баланса фаз. Условие баланса амплитуд выполнится при коэффициенте усиления, равном 29. На рисунке 2,а представлена простейшая схема RС-генератора с RС-цепью R-параллель. В этой схеме сопротивление последнего звена RС-цепи определяется сопротивлением резистора R₃ и входного сопротивления каскада. Необходимая величина коэффициента усиления каскада выбирается регулированием глубины отрицательной обратной связи при помощи резистора .

          Недостатком схемы является то, что входное сопротивление усилителя шунтирует выход цепочки, в результате чего нарушается условие баланса амплитуд и генерация становится неустойчивой. Этого недостатка лишена схема, в которой входной каскад усилителя выполняется на эмиттерном повторителе (рисунке 2,б). Применение в RС-автогенераторе с фазовым сдвигом в цепи обратной связи операционного усилителя позволяет улучшить условия генерирования гармонических колебаний (рисунке 2,в).

Рисунок 2 - Принципиальные схемы автогенераторов с фазовым сдвигом в цепи обратной связи

1.1.1 RС -генератор с Г-образным четырехполюсником в цепи обратной связи

          Г-образный RС-четырехполюсник включается в цепь положительной обратной связи усилителя. В качестве усилителя в таком генераторе обычно используются двухкаскадные схемы с включением биполярных транзисторов с общим эмиттером (рисунок 3,а) либо полевых транзисторов с общим истоком. Применение однокаскадных схем усилителей в этом случае невозможно. В каскадах с общим эмиттером или с общим истоком сдвиг по фазе между выходным и входным сигналом равен 180°, что исключает, с применением Г-образного RС-четырехполюсника, выполнение баланса фаз. Схемы с общим коллектором или общим истоком хотя и не переворачиваниют фазы сигнала, но имеют коэффициент усиления напряжения меньше единицы, в результате чего в схеме с Г-образным RС-четырехполюсником в цепи обратной связи не выполнится условие баланса амплитуд. Усилительные каскады с общей базой или общим затвором имеют очень малое входное сопротивление, которое при   введении обратной связи через Г-образный RС-четырехполюсник шунтирует выход четырехполюсника, уменьшая его коэффициент передачи. Поэтому выполнение условия баланса оказывается весьма затруднительным.