Радиоэлектронные устройства (справочник) (стр. 41 )

Генератор с диодной стабилизацией амплитуды. Генератор низ­кочастотных колебаний (рис. 921) построен на ОУ с мостом Вина в цепи ПОС Для стабилизации режима работы генератора в схему включены два диода. Последовательно включенный резистор R6 уменьшает нелинейные искажения. Лучшим способом регулировки

Рис. 9.19

Рис. 9.20 Рис. 9.21

Частоты является замена двух конденсаторов. Амплитуда выходно­го сигнала не меняется от частоты. Ома постоянна с точностью 0,5 дБ в полосе с коэффициентом перекрытия 105. Частота сигнала определяется по формуле f~0,05 С, где f — в килогерцах, С — в пи-кофарадах.

Регулировка амплитуды с помощью полевого транзистора. В цепь ПОС ОУ (рис. 922) включен мост Еина. Для стабилизации амплитуды выходного сигнала применяется полевой транзистор, ко­торый работает в качестве переменного сопротивления. При нулевом напряжении на затворе сопротивление транзистора близко к значе­нию 1/S, при S — крутизна характеристики транзистора. Коэффи­циент усиления усилителя будет определяться выражением Kyu = SR2. При большом коэффициенте усиления в схеме возни­кают гармонические колебания Выходной сигнал ОУ детектируется с помощью цепочки VD, R5, R4, СЗ. Положительное напряжение детектора является закрывающим для полевого транзистора, а при закрывании сопротивление полевого транзистора увеличивается. В результате коэффициент усиления ОУ уменьшается и амплитуда генератора будет стабилизироваться на определенном уровне. Ча­стота сигнала определяется формулой f=l/2пR1C1. Схема позво­ляет получить сигналы с частотой от 1 Гц до 100 кГц.

Рис. 9.22 Рис. 9.23

Рис. 9.24

Стабилизация амплитуды сигнала с помощью светодиодов. Ко­эффициент усиления ОУ (рис. 923) устанавливается с помощью ре­зисторов R3 и R4 и равен 3,2. Такой коэффициент усиления необ­ходим для запуска генератора. Как только амплитуда гармониче­ского сигнала увеличится до 1,6 В, открываются диоды и возникает цепь дополнительной ООС. Коэффициент усиления падает, и ампли­туда гармонического колебания стабилизируется на определенном уровне. Искажения, вносимые схемой стабилизации, не превышают уровня 1%. Амплитуда выходного сигнала регулируется от 2 до 5В. Частота зависит от элементов моста Вина и может принимать зна­чения от единиц герц до сотен килогерц.

Генератор с двухзвенной фазосдвигающей цепью. В генераторе (рис. 9.24,а) стабилизация амплитуды выходного сигнала осуще­ствляется с помощью диодов. Кроме того, потенциометрами R2 и R7 можно регулировать стационарную амплитуду выходного сигнала и тем самым уменьшать нелинейные искажения, связанные с ограни­чением сигнала. Резистор R2 регулирует коэффициент усиления, а резистор R7 управляет коэффициентом усиления за счет изменения положения рабочей точки.

В генераторе можно менять частоту с изменением номиналов конденсаторов или резисторов. Зависимость частоты выходного сиг­нала от емкости конденсатора С2 показана на рис. 9.24,6.

6. МНОГОЗВЕННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Генератор с двойным мостом. Генератор (рис. 9.25) по­строен на двойном Т-образном мосте, включенном в цепь ООС. На частоте режекции моста возникают колебания. На этой частоте эквивалентное сопротивление моста стремится к бесконечности. Ча­стота выходного сигнала определяется по формуле f=l/2пRC при R=R4=R5; С=С1 = С2; R6= =R/2; C3=C/2. Генератор мо­жет работать на частотах до 100 кГц. Коэффициент гармоник менее 5%.

Генератор с высокочастотной линией. Фазосдвигающая цепоч­ка генератора (рис. 9.26, а) со­стоит из нескольких uRC-звеньев. В схеме возникают гармонические колебания, частота которых зави­сит от числа и характеристиче­ского сопротивления RС-звеньев. Эта зависимость приведена на рис. 9.26,6. Если коэффициент усиления ОУ большой, то форма сигнала имеет нелинейные искажения. С помощью резистора R13 можно изменять коэффициент усиления ОУ и добиться практически гармонической формы выходного сиг­нала Уменьшение нелинейных искажений сигнала можно получить также изменением рабочей точки ОУ с помощью резистора R16 Сов­местная подстройка этих потенциометров позволяет уменьшито коэффициент гармоник до 1% Если снимать сигналы с резисторов Rl — R11, то можно получить выходной сигнал с фиксированным фазовым сдвигом от 0 до я с дискретностью п/10.

Рис. 9.25 Рис. 9 26

Генератор с низкочастотной линией. В основу генератора (рис 927, а) положена длинная- фазосдвигаюшая цепь Колебания в схеме возникают за счет большого коэффициента усиления ОУ На выходе ОУ формируется сигнал прямоугольной формы По мере продвижения сигнала по RC цепям форма его меняется Если на конденсаторе С1 он имеет форму, трапеции, в последующих цепях треугольную, то на оконечных — гармоническую форму Высшие спектральные составляющие прямоугольного сигнала отфильтровы ваются Степень ослабления этих гармонических составляющих за­висит от количества RC звеньев На выходе схемы присутствует гармонический сигнал, амплитуда которого практически не меняет­ся при изменении емкости конденсатора С1, определяющего частоту сигнала (см график рис 9 27, б)

Управляемый генератор на интегральной микросхеме К226УС4Б. Фазосдвигающая цепочка генератора (рис 9 28) состоит из конден­саторов С4 и С5 и сопротивлений полевых транзисторов VT1 и VT2 Частота генерации Определяется выражением w = (U0 — U3 )/RTCU0, где Rr — сопротивление полевого транзистора при напряжении на затворе, равном нулю, U0 — напряжение отсечки полевого транзи­стора; U3 — управляющее напряжение в затворе. Эта формула справедлива при условии, что характеристики полевых транзисто­ров близки друг другу. Для уменьшения нелинейных искажений ге­нерируемых колебаний применяется ОС, осуществляемая через рези­сторы R3 — R6, которая выравнивает зависимость сопротивления полевого транзистора от напряжения в затворе Кроме того в схе­му введена еще одна цепь ООС, влияющая на форму колебаний. Эта связь выполнена на терморезисторе R8.

Рис. 9.27

Рис. 9.28 Рис. 9.29

С помощью полевых транзисторов можно перестраивать часто­ту генератора почти в 100 раз. Однако на краях диапазона наблю­дается значительное искажение формы колебаний.

Двухтактный генератор. Генератор (рис. 9 29) собран по двух­тактной схеме В коллекторы транзисторов включен колебательный контур. При заданной индуктивности частота выходного сигнала может меняться дискретно подключением конденсаторов. Резистор R1 позволяет точно настраиваться на фиксированные частоты Об­ратная связь осуществляется через резисторы R2 и R3. Амплитуду выходного сигнала можно регулировать с помощью резистора R8 Для установки частоты генератора с помощью С1, С2 можно поль­зоваться данными, приведенными в табл. 9.1.

Таблица 9.1

f, Гц	700	900	1100	1300	1500	1700
С1, нФ	60	60	60	4,5	2,25	1,5
С2, нФ	200	160	110	70	50	40

Глава 10

ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Широкое применение импульсных генераторов в дискрет­ной и аналоговой технике привело к разработке большого числа схем, выполняющих разнообразные-функции. В зависимости от на­значения устройства к генераторам предъявляются самые разнооб­разные требования. Наиболее важным является требование стабиль­ности частоты формируемого сигнала. Относительная нестабильность частоты в пределах 10-4 — 10-6 может быть получена только в-квар-цевых генераторах. Нестабильность частоты в пределах 10~2 — 10~3 достигается в генераторах на LC-контурах. Генераторы с неста­бильностью частоты 10-1 — 10-2 строятся на RС-элементах.

В устройствах, где требования по стабильности частоты не иг­рают первостепенной роли, применяют генераторы с параметриче­ской стабилизацией. Эти генераторы з-начительно проще в изготов­лении, чем кварцевые. Параметрическая стабилизация частоты в импульсных генераторах сводится к стабилизации момента переклю­чения пороговой схемы, на вход которой поступает сигнал с инте­грирующей цепочки Здесь можно идти двумя путями. При экспо­ненциальном законе изменения напряжения на интегрирующем кон­денсаторе необходимо уменьшить интервал открывания пороговой схемы и стабилизировать пороговый уровень. Для этих целей при­меняют ОУ с чувствительностью менее 1 мВ. Кроме этого способа стабилизации частоты генератора, можно применить способ, осно­ванный на другдм законе изменения напряжения на интегрирующей емкости. Например, применение параболического закона изменения напряжения увеличивает точность открывания пороговой схемы. К этому варианту следует отнести применение мостовых цепей, со­стоящих из двух интегрирующих элементов. Выходные сигналы мо­ста подаются на двухвходовое пороговое устройство. В первой интегрирующей цепочке выходной сигнал возрастает, а во второй — падает. В тот момент, когда сигналы на вйходах цепочек сравняют­ся, срабатывает поррговое устройство и происходит разряд конден­саторов.