Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 42

Упрощенная структурная схема ЦГ приведена на рис.7.

Рис. 7.

Частоту формируемого колебания при фиксированном числе ступенек p регулируют, изменяя шаг дискретизации , что достигается изменением коэффициента деления q делителя частоты.

2.2. RC-генераторы.

Технические характеристики LC-генераторов в диапазоне низких частот существенно ухудшаются из-за резкого возрастания индуктивностей и емкостей колебательных контуров, а значит и размеров L и C. Поэтому в нізкочастотных автогенераторах в качестве колебательных систем и цепей положительной ОС используется частотно-избирательные цепи RC-цепи. Современные RC-генераторы малой и средней мощностей строятся на ОУ. Напряжение положительной обратной связи в RC-генераторах  по ОУ подается как на инвертирующий, так и неинвертирующий входы. В RC-генераторах с неинвертирующим включением ОУ частотно-избирательная цепь положительной ОС не должна вносить фазового сдвига в выходной сигнал. В RC-цепь положительной обратной связи на частоте генерации должна сдвигать фазу выходных колебаний на угол .

Наибольшее распространение в радиопередающей технике получили RC-генераторы: с фазосдвигающей RC-цепью и мостом Вина. Для примера расмотрим  АГ первого типа, содержащего инвертирующий ОУ и трехзвенную цепь положительной ОС:

Рис. 8.

Анализ этой схемы проведем, используя уравнения баланса амплитуд и баланса фаз:

             ,                                   (1)

Уравнения (1) удобнее привести к виду, широко используемому в теории колебаний:

  (2),                                       (3)

где ; .

При n=0,                                                                                       (4)

Для выявления требований, представляемых к элементам схемы, составим систему уравнений:

                                        (5)

Решая систему, находим:

                        (6)

Так как напряжение обратной связи на входе ОУ

   ,                                                       (7)

то                                    (8)

В соответствии с уравнением (2) и (3)  должен быть величиной вещественной, . Эти условия выполняются, если второе слагаемое в знаменателе равно нулю:

                                                                                             (9)

Из уравнения (9) частота генерации определяется  простым соотношением:

                                                       (10)

Подставляя полученное значение частоты в выражение (8) определим модуль коэффициента обратной связи:

                                                            (11)

Применяя формулу (2), находим.

                                                                                                              (12)

Для обеспечения в автогенераторе баланса амплитуд необходимо, чтобы , а баланс фаз обеспечивается автоматически путем инвертирующего  включения ОУ. Недостатки RC – генератора на инвертирующем усилителе и 3 – звенной RC – цепью: большое количество элементов в петле обратной связи, трудность перестройки частоты в низком диапазоне частот. Поэтому чаще применяют АГ с неинвертирующим включением с мостом Вина в цепи с положительной ОС:

Рис. 9. Автогенератор с мостом вина.

2.3 Генераторы управляемые напряжением (ГУН)

Кварцевый генератор, управляемый напряжением может быть выполнен по различным схемам, например рис.10(а и б).

а                                                       б

Рис. 10. Пьезоэлектрические генераторы, управляемые напряжением.

а – эквивалентная схема ГУНа, выполненного на емкостной трехточке;

б – эквивалентная схема ГУНа, выполненного с кварцем в контуре.

- полное сопротивление элемента управления. ГУН, выполненный по схеме емкостной трехточки обладает минимальным количеством деталей, имеет малую нестабильность частоты в широком диапазоне температур, отличается удобством включения управляющего элемента. Генератор сохраняет высокую устойчивость по отношению к паразитным колебаниям при значительных перестройках частоты, отличается малым влиянием высших гармоник на стабильность частоты генератора, обеспечивает широкий диапазон частот возбуждения кварцевых резонаторов без изменения выше элементов схемы. Пределы перестройки по частоте ограничены, т.к. работа возможна только выше частоты последовательного резонанса. От этих недостатков свободна схема ГУНа, выполненного по схеме рис.10 б.