Генераторы синусоидальных колебаний (стр. 2 из 2)
. (10.10)Второе звено состоит из параллельного соединения таких же R и С и имеет сопротивление
. (10.11)Коэффициент передачи звена положительной обратной связи определяется выражением
откуда после подстановки Z1 и Z2, найдем
. (10.12)Если выполнить условие
, (10.13)
то фазовый сдвиг будет равен нулю, а
.В этом случае частоту генератора можно будет определить по формуле
. (10.14)
Таким образом, мост Вина на частоте «квазирезонанса» не создает фазовый сдвиг и носит затухание, равное 1/3. Поэтому мост Вина должен быть включен в цепь положительной обратной связи в усилитель, коэффициент усиления которого при разомкнутой цепи ОС должен быть не менее 3. Применение однокаскадных схем усилителей в этом случае невозможно. В каскадах с общим эмиттером или с общим истоком сдвиг по фазе между входным и выходным сигналами равен 180°, что исключает их применение, т.к. в этом случае нарушается условие баланса фаз. Схемы с общим коллектором или общим истоком хотя и не переворачивают фазы сигнала, но имеют коэффициент усиления напряжения меньше единицы, в результате чего невозможно выполнить условие баланса амплитуд. Усилительные каскады с общей базой или общим затвором имеют очень малое входное сопротивление, которое при введении обратной связи шунтирует ее выход, уменьшая его коэффициент передачи. Поэтому выполнение условия баланса оказывается весьма затруднительным. Поэтому при построении генератора на дискретных элементах используют двухкаскадный усилитель.
Наиболее просто строится генератор на мосте Вина при использовании операционного усилителя. В нем цепь ПОС, формируемую мостом Вина, можно подсоединить к прямому, неинвертирующему входу, а нужный коэффициент усиления задать резистивным делителем в цепи ООС, подсоединенной к инвертирующему входу (рисунок 10.4).
Рисунок 10.4. Генератор на основе ОУ
Отношение резисторов в цепи ООС, обеспечивающее выполнение условия баланса амплитуд, должно отвечать соотношению
т.к. коэффициент усиления для сигнала, подаваемого на неинвертирующий вход на единицу больше отношение указанных резисторов (см. раздел 8).[1] В связи с тем, что одно звено RC изменяет фазу на угол j < 90°, минимальное число звеньев фазовращающей цепочки три. В практических схемах генераторов обычно используют трехзвенные фазовращающие цепочки.