Генератор гармонических колебаний на операционных усилителях (стр. 2 из 2)
Кп.р.=
,Где fг – частота генерируемых колебаний,
Ср – емкость разделительного конденсатора. В нашем случае – это С3 и С4,
R – полезное сопротивление, на котором должна выделяться основная часть поступившего напряжения. В нашем случае R - это
вх.п. и Rн.Приняв Кп.р. = 0.99, определим значение емкостей:
C3 =
= 0,04 пФ,С4 =
= 5,4 нФ.Итак, окончательные значения элементов схемы (рис. 5.):
DA1, DA2 – операционные усилители серии К153УД1Б,
R1 = R2 = 47 кОм,
R3 = 150 кОм,
R4 = 70 кОм,
С1 = C2 = 430 пФ,
C3 = 0,04 пФ,
С4 = 5,4 нФ.
§5. Требования к источнику питания
Для питания ОУ требуется два источника питания: положительное +Uп и отрицательное –Uп относительно земли. Обычно на схемах условно источник питания не показывают.
Для ОУ К153УД1Б напряжение питания равно
В. 
Рис.6. Зависимость минимального значения коэффициента усиления и максимальных выходных напряжений ОУ К153УД1Б от напряжений источника питания.
Ряд параметров ОУ зависит от стабильности источников питания. Поэтому последние должны быть хорошо отфильтрованы и стабилизированы. Допускается разброс значений напряжения питания в пределах
% и пульсации не более 5 мВ эффективного значения. Допускается использование ОУ в диапазоне питающих напряжений от 
до 
В. Однако, это влияет на коэффициент усиления и максимальное выходное напряжение (рис. 6.), что в свою очередь приводит к некоторому изменению и соответствующему перерасчету параметров генератора.Для предотвращения паразитной генерации по цепям питания около каждого ОУ рекомендуется заблокировать цепи питания +Uп и –Uп конденсаторами емкостью 0,01 – 0,05 мкФ.
§6. Заключение
В заключении хочется отметить, что схема выполненного генератора в некоторой степени идеализирована. Я абстрагировался от некоторых физиологических свойств ОУ. Таких, как искажение сигнала при насыщении усилителя.
На практике форма автоколебаний такого генератора может отличаться от синусоиды. Это объясняется тем, что необходимый для устойчивой генерации петлевой коэффициент усиления Кg достигается за счет нелинейности амплитудной характеристики ОУ, для чего ОУ входит в режим насыщения, и генерируемые колебания могут искажаться.
Для получения гармонических колебаний с малыми искажения, обратная отрицательная связь ОУ (делитель, состоящий из резисторов R3 и R4) должна быть инерционно-нелинейной цепью. Такие инерционно-нелинейные цепи на практике называются цепями автоматической регулировки усиления (АРУ). Принципиально расчет такого генератора не отличается от расчета, выполненного в данном проекте, за исключением дополнительной сложности в расчете цепей АРУ.
§7. Список литературы
1. Гутников В.С. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л., “Энергия”, 1975.
2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. – 248 с., ил.
3. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – 2-е изд., переб. И доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. – 304 с., ил.
4. Проектирование и применение операционных усилителей / Под ред. Дж. Грэма, Дж. Тоби, Л. Хьюлсмана. – М.: Мир,1974. – 510 с.
5. Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. 2-е изд., перераб. И доп. – М.; Радио и связь, 1985, - 256 с., ил.
6. Вениаминов В.Н., Лебедь О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение: Справ. пособие. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.; Радио и связь, 1989. 240 с., ил. – (Массовая радио библиотека; Вып. 1143).
7. Кауфман М., Сидман А.Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-х т. Т. 1: Пер с англ./ Под ред. Ф.Н. Покровского. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 368 с.:ил.