RC цепи для генераторов синусоидальных колебаний

Схемы с индуктивной, емкостной трехточками

Для упрощения предыдущей схемы, изображенной на рисунке 5.3, (для устранения вторичной обмотки) применяют схему с индуктивной трехточкой, когда у W₁ делают третий отвод с коэффициентом трансформации как у трансформаторной схемы с понижением, или емкостной трехточкой, когда у W₁ вообще только два отвода (начало и конец), но ставят два конденсатора. Этим упрощают схему с трансформаторной связью (см. рисунок 5.5).

Рисунок 5.5 —Схема с индуктивной трехточкой, а);

с емкостной трехточкой, б)

На рисунке 5.5, а) приведена схема с индуктивной трехточкой. Точка 2 является отводом. Используется обычный каскад с делителем R1, R2 и ООС по току на эмиттерном резисторе. W₁, W₂ образуют токовую цепь. Так как цепь токовая, то фазы напряжений в точках 1, 3 противоположны. Для примера выставим на базовом электроде VT первый полупериод положительный, образуется либо вследствие скачка напряжения питания, либо вследствие переходных процессов. Так как транзистор – инвертор, то на коллекторном электроде первый полупериод отрицательный с усилением. Следовательно, в точке 3 первый полупериод положительный, так как это токовая цепь.

Положительный полупериод в точке 3 через прямую цепь поступает на базовый электрод. Из изображения видно, что возбуждаемый, начальный сигнал и пришедший по цепи обратный сигнал совпадают по фазе, т.е. удовлетворяется одно из условий генерации а именно ПОС. Нелинейность образуется насыщением и отсечкой транзистора. Резонансная частота примерно та же, что и в предыдущей схеме рисунка 5.3.

В схеме рисунка 5.5, б) все аналогично.

В схемах генераторов синусоидальных колебаний, до частот 1 кГц применяют три основные фазовращающие цепи, представленные на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6 — RC цепи:

трехзвенная R–параллель, а); трехзвенная С–параллель, б);

последовательно–параллельная цепь (мост Вина), в)

В схеме, изображенной на рисунке 5.6, а), трехзвенная R–параллель образована тремя одинаковыми дифференцирующими CR–цепочками, каждая из которых, в пределе, дает фазовый сдвиг +90°. В реальных генераторах используется сдвиг 60° для трехзвенной цепи (общий 180°). Если цепь четырехзвенная, то сдвиг каждого звена 45°.

Важной цифрой является 180°, потому что еще 180° образует инвертор. Инвертор образует фазовый сдвиг 180° в “+” или “–” область, в то время как трехзвенная цепь образует фазовый сдвиг реактивный +180°. Поэтому общий фазовый сдвиг можно считать либо +360° либо 0°. И в том и в другом случае будет ПОС.

В схеме, представленной на рисунке 5.6, б), все аналогично, она на интегрирующих звеньях. Результирующий фазовый сдвиг –180° дополняется “+” или “–” фазовым сдвигом инвертора 180°.

Третья схема (см. рисунок 5.6, в) – последовательно–параллельная цепь, или мост Вина. Он образован двумя цепями, представленными на рисунке 5.7. Характеристика есть результат взаимной реакции.

Рисунок 5.7 — Компоненты последовательно–параллельной цепи, их отдельные и общая характеристики

В итоге образуется подобие LC контуру и если эту схему включить в схему с ПОС, то будет или генератор синусоидальных колебаний, если выполняется условие, или фильтр, если, причем реакция на входной сигнал точно такая же, как у схемы с LC контуром.

5.5 Генераторы синусоидальных колебаний с R и C–параллелями

В первой схеме (см. рисунок 5.8, а) сопротивления R_б1, R_б2 участвуют в формировании R–параллели.

Рисунок 5.8 — Генераторы синусоидальных колебаний с R и С–параллелями

Они предназначены для смещения по току VT и образования ООС по постоянному току на эмиттерном резисторе, т. е. для стабилизации рабочей точки. Примем на базовом электроде VT первый возбуждающий полупериод положительный. Он усиливается и инвертируется. Второе инвертирование осуществляется посредством трехзвенной R–параллели +180°, образуется ПОС и генерация.

Во второй схеме (см. рисунок 5.8, б) резисторы С–параллели одновременно используются и для образования смещающего тока и для стабилизации рабочей точки по напряжению. Первый положительный возбуждающий полупериод инвертируется в отрицательный, а затем С–параллелью смещается на –180°, образуется ПОС. В эмиттерной цепи VT резистора нет, т.к. стабилизирующая обратная связь выполнена по коллекторной цепи.