RC-генератор синусоидальных колебаний
Цель работы: изучение принципа действия RС-генератора синусоидальных колебаний.
Краткие теоретические сведения. Для получения гармонических колебаний от долей герц до сотен килогерц применяют генераторы, где в качестве звеньев обратной связи (ОС) используются RС-четырехполюсники. В соответствии со структурной схемой (рис.6.1) RС-генератор состоитиз усилителя звуковой частоты с комплексным коэффициентом усиления К и RС- четырехполюсника положительной обратной связи с комплексным коэффициентом передачи B. Схема усилителя, как и схема цепи ОС, может быть любой, но неизменным остается общее требование, выполнение которого позволяет получить синусоидальный выходной сигнал. Генерация должна возникать и поддерживаться на одной-единственной частоте, для которой выполняются условия самовозбуждения К В = 1 (условие баланса амплитуд) и (jК + jВ= 0;2p;...) (условие баланса фаз), где К и В –модули коэффициентов передачи, jК и jВ – аргументы.
 |
Рис.6.1. Структурная схема генератора
Особенно широко распространены RС-генераторы с фильтром Вина (рис. 6.2а). Определим сопротивления участков фильтра в комплексной форме
, 
.
 | |||
 |
|
|
|
|
|
|
а) б)
Рис. 6.2. Схема (а) и частотные характеристики (б) фильтра Вина
При 
, 
, используя безразмерную переменную 
, получаем комплексный коэффициент передачи напряжения:
,
откуда
; 
.
Кривые частотных характеристик фильтра Вина представлены на рис.6.2б. Максимальное значение модуля коэффициента передачи ВU, равное 1/3, и нулевое значение аргумента jB достигается при W=1, на частоте
| |
|
|
|
|
|
|
. (6.1)
|
Рис.6.2. Схема генератора
Схема генератора с фильтром Вина представлена на рис.6.2. В качестве усилителя в нем использован операционный усилитель. Фильтр Вина образует цепь положительной обратной связи, резисторы R3 и R4 формируют отрицательную обратную связь. Сопротивления резисторов выбираются так, чтобы усилитель имел коэффициент усиления 
.
Рабочее задание
1. Для указанных в макете сопротивлений резисторов R емкостей конденсаторов С рассчитайте частоты колебаний по формуле (6.1).
2. Соберите схему исследуемой цепи (рис.6.2), включите стенд.
3. Снимите и зарисуйте в масштабе осциллограммы напряжений на выходе генератора. Определите по ним частоту генерации. Сравните полученные результаты с расчетными.
4. Дайте подробные объяснения полученным результатам.
Контрольные вопросы
1. Расскажите о принципах построения генераторов синусоидальных колебаний.
2. Сформулируйте условие баланса амплитуд и баланса фаз.
3. Что такое обратная связь?
4. Какие виды обратной связи Вам известны?
5. Где применяются генераторы синусоидальных колебаний?
Литература
1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: -М.: Высшая школа, 1991. -622с.
2. Основы промышленной электроники: Учеб. Для неэлектротех. спец. вузов / Под ред. В.Г. Герасимова. -М.: Высшая школа, 1986.-336с.
3. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов. -М.: Энергоатомиздат, 1988.-320с.
4. Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. Ч.1. Электронные устройства информационной автоматики. -К.: Выща шк., 1989.-431с.
Содержание
Лабораторная работа № 1 Характеристики биполярного транзистора 3
Лабораторная работа № 2 Характеристики полевого транзистора 11
Лабораторная работа № 3 Усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером 16
Лабораторная работа № 4 Исследование однополупериодного выпрямителя со сглаживающим фильтром................................................................................................................. 24
Лабораторная работа № 5 Исследование двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим фильтром................................................................................................................. 28
Лабораторная работа № 6 RC-генератор синусоидальных колебаний 31
Литература............................................................................................................. 34
Редактор Г.А.Суркова
Лицензия ЛР №020713 от 02.02..93
Подписано к печати . . 2001 Формат бумаги 60х84.16
Печать офсетная Бум.типогр. Печ.л.
Заказ Тираж 200экз. Цена договорная
Фабрика офсетной печати. 24902 0 г.Обнинск,ул. Королева 6