Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
амплитуды колебаний после изменения частоты.
В промышленных генераторах перестройка частоты выходного сигнала
достигается, как правило, применением в качестве резисторов Rt и R2
сдвоенного потенциометра и переключением пар конденсаторов для разных
диапазонов частот.
348 Схемы с положительной обратной связью и генераторы
12.2.3 Генератор квадратурного сигнала
На рис. 12.5 приведена интересная схема генератора синусоидальных
сигналов с малыми искажениями (< 0,1%), которая обеспечивает на выходе
два одинаковых сигнала, сдвинутых по фазе на 90° один относительно
другого. Он используется в биквадратном фильтре (аналоговом компьютере),
изображенном на рис. 11.55, который имитирует резонансную систему. Основу
схемы составляют два интегратора, соединенные обратной связью через
инвертор с единичным усилением. При верхнем положении скользящего
контакта потенциометров Rla и R]h колебания будут иметь место на частоте,
при которой каждый интегратор имеет единичный коэффициент усиления, то
есть на частоте, где 1jcoRC = 1 (в этой схеме Л3 = Rs = R и Су = С2 = Q.
Потенциометры Rla и R]h объединены вместе и перекрывают диапазон частот,
в пределах которого частота может меняться как 11: 1. Идеальным здесь
является сдвоенный потенциометр с линейным перемещением подвижного
Выход О Выход @
ФазаО° phase Фаза-90° phase
Рис. 12.5. Генератор синусоидальных сигналов с двумя квадратурными
выходными сигналами одинаковой амплитуды.
Генераторы синусоидальных колебаний 349
контакта (движковый потенциометр), поскольку согласование двух секций в
нем намного более точно, чем в обычных сдвоенных потенциометрах с
перемещением подвижного контакта по окружности путем вращения. Для
изменения частоты на декаду можно переключать пары конденсаторов.
Чтобы обеспечить быстрый запуск генератора при включении схемы,
применяется резистор Rj с сопротивлением 4,7 МОм, создающий небольшое
"отрицательное демпфирование". Ограничение амплитуды обеспечивается
стабилитронами Z>, и Z>2 и делителем - R^, которые вносят положительное
демпфирование, когда амплитуда выходного сигнала становится больше
величены порядка 4 В. Оба выхода (1) и (2) дают очень устойчивый сигнал с
удвоенной амплитудой 8 В. Из-за наличия интегратора между двумя выходами
разность фаз между сигналами на этих выходах получается равной 90°. Если
выбрать соответствующие емкости С{ и С2, то схема будет хорошо работать
на частотах вплоть до 0,1 Гц. Когда выходы генератора соединены со
входами осциллографа X и У, на экране наблюдается фигура Лиссажу в виде
точной окружности; это особенно эффектно проявляется на низких частотах,
когда на экране хорошо видно пятно, медленно описывающее окружность. На
основе этой схемы можно смоделировать экран радиолокатора.
12.2.4 Генератор с LC-контуром
Резонансный LC-контур является, вероятно, основной частотно-избирательной
цепью. Он широко применяется на частотах выше 50 кГц, но становится
довольно громоздким на нижних частотах звукового диапазона, где
необходимы большие индуктивности. На рис. 12.6 показана схема простого
LC-генератора, которым можно воспользоваться в качестве основы для
экспериментов. В нем применен усилитель на полевом транзисторе с
трансформатором, обеспечивающим положительную обратную связь. Первичная
обмотка трансформатора в цепи стока вместе с конденсатором С2 образуют
колебательный контур, параметры которого можно изменять в широких
пределах. В этой схеме будет работать почти любой трансформатор звуковых
частот, такой как согласующий трансформатор или выходной трансформатор;
вторичная обмотка подключена к высокоомному затвору полевого транзистора,
так что шунтирование параллельного колебательного контура, образованного
первичной обмоткой трансформатора и конденсатором С2, мало. Если схема не
генерирует, попытайтесь поменять местами выводы вторичной обмотки
трансформатора, чтобы обеспечить положительную обратную связь.
В Z С-генераторе сигнал обратной связи не обязательно подавать на затвор
(или на базу в случае биполярного транзистора). С тем же успехом его
можно подать в цепь истока или эмиттера так, чтобы каскад работал по
схеме с общим затвором или с общей базой. Такой вариант может применяться
в преобразователях частоты обычных супергетеродинных приемников, где на
базу транзистора подается принимаемый сигнал для "смешивания" с выходным
сигналом генератора.
350 Схемы с положительной обратной связью и генераторы
Рис. 12.6. Схема простого /.С-генератора на полевом транзисторе
12.3 Кварцевые генераторы
Стабильность частоты генератора определяется, главным образом,
добротностью резонансной цепи Q, независимо от того является она Z. С-
контуром или это RC-цепь, как в мосте Вина Чем больше добротность Q, тем
быстрее изменяются с частотой ослабление и фаза, так что резонансная цепь
препятствует изменению частоты, пока компоненты этой цепи остаются
неизменными по величине. Наибольшая практическая величина Q для Z, С-
