АЧХ и ФЧХ трехзвенных -цепей ОС приведены на рис. 11.31.
Существуют и другие разновидности схем -автогенераторов. Однако приведенных выше примеров вполне достаточно для уяснения принципа действия и построения генераторов с -цепями.
11.10. Сравнение - и генераторов
Здесь будут рассмотрены лишь те признаки сравнения, по которым эти генераторы значительно отличаются друг от друга, а именно
– перекрытие частотного диапазона (т.е. возможность построения широкодиапазонного генератора);
– построение генераторов на относительно низких и высоких частотах;
– стабильность частоты при изменении параметров схемы;
– форма генерируемых колебаний.
Перекрытие частотного диапазона.Пусть внутри каждого поддиапазона частота генератора изменяется конденсатором. Так как частота в - генераторе обратно пропорциональна первой степени емкости, а в генераторе – корню квадратному, то для генерации колебаний в диапазоне частот от до должны быть выполнены следующие условия: для -генератора , для генератора . Следовательно, перекрытие по частоте при одном и том же изменении емкости в - генераторе больше, чем в генераторе.
Следует иметь ввиду, что в генераторе для изменения частоты необходимо изменять емкость одного конденсатора, а в - генераторе – двух или трех конденсаторов (роторы которых обычно объединены).
Построение генераторов на относительно низких и высоких частотах. генератор практически нельзя использовать на относительно низких частотах, так как контур должен иметь значительные и . Реализация больших и связана с увеличением их габаритов и ростом потерь. Поэтому нецелесообразно применять генераторы на низких частотах (ниже 10 кГц).
- генераторы, наоборот, нецелесообразно и нельзя строить на сравнительно высоких частотах (примерно более единиц мегагерц). Параметры и , задающие частоту генератора, должны быть малы. Но при малых значениях будут существенно влиять паразитные емкости – емкости монтажа, межэлектродные емкости и др. Уменьшение приводит к уменьшению усиления и ограничивается значением, определяемым условиями самовозбуждения.
Стабильность частоты. - генераторы имеют очень низкую стабильность ввиду пологости фазовых характеристик. Например, генератор с фазобалансной цепочкой имеет эквивалентную добротность -цепи и очень пологую фазовую характеристику.
На практике стабильность генератора повышают введением дополнительной цепи отрицательной обратной связи – резисторов и на схеме рис.11.27, а ирис.11.33.
Рис. 11.33
-цепь положительной ОС и -цепь отрицательной ОС образуют мост Вина. Выходное напряжение усилителя подается на одну диагональ моста – точки 1-3, напряжение с другой диагонали – точки 2-4 подается на вход усилителя.
На частоте генерации напряжение и находятся в фазе с напряжением . Но так как напряжения и во входной цепи включены навстречу друг другу, то входной напряжение будет и общий коэффициент обратной связи
. (11.44)
Следовательно, при добавлении цепи ООС общий коэффициент ОС уменьшается, что означает необходимость соответствующего увеличения коэффициента усиления усилителя.
Предположим, что по какой-то причине появился небольшой фазовый сдвиг в усилителе, что приведет к изменению частоты генерации , при котором . При этом
, (11.45)
где – крутизна ФЧХ цепи ОС. Чем она больше, тем выше стабильность частоты генератора.
В учебном пособии [3] показано, при введении ООС крутизна ФЧХ
, (11.46)
возрастает в раз и, следовательно, в такое число уменьшается и возрастает стабильность частоты.
В частном случае, когда и (т.е. ), введение ООС позволяет увеличить стабильность частоты генератора в раз. При переходе от к стабильность частоты возрастет в 100 раз.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.