Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Generatory drgań sinusoidalnych dzieli się na:

  • generatory LC ze sprzężeniem zwrotnym,

  • generatory LC z elementami o ujemnej rezystancji,

  • generatory RC,

  • generatory kwarcowe.

Generatory sinusoidalne LC stanowią podstawowe układy generujące sygnały sinusoidalne. Są zbudowane w oparciu o wzmacniacz o transmitancji wyrażającej wzmocnienie kIndeks dolny u oraz dodatnie sprzężenie zwrotne o wzmocnieniu betaIndeks dolny u (Rys. 6.1). 

R1bwDHVx1GT40
Rys.6.1 Schemat blokowy generatora ze sprzężeniem zwrotnym
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Wielkości kIndeks dolny u oraz betaIndeks dolny u mają postać zespoloną, dlatego układ staje się niestabilny przy spełnieniu warunku generacji:

Powyższy warunek praktycznie sprowadza się do spełnienia dwóch warunków przy określonej częstotliwości drgań. Są to warunek amplitudy: i warunek fazy (przesunięcie wypadkowe wynikające z wzmacniacza i dodatniego sprzężenia zwrotnego wynosi 360°). Obydwa te warunki można uzyskać za pomocą podziału reaktancji obwodu LC lub poprzez sprzężenie transformatorowe. Oto podstawowe układy generatorów LC:

  • z dzieloną indukcyjnością (układ Hartleya) (Rys. 6.2) – zbudowany z jednostopniowego wzmacniacza pracującego w konfiguracji wspólnego emitera z pętlą sprzężenia zwrotnego z obwodem rezonansowym L, CIndeks dolny 1;

1,1
R15eoQI3PID2V
Rys. 6.2 Generator Hartleya
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
1
  • z dzieloną pojemnością (układ Colpittsa) (Rys. 6.3) – zbudowany z jednostopniowego wzmacniacza pracującego w konfiguracji wspólnego emitera z pętlą sprzężenia zwrotnego z obwodem rezonansowym L, CIndeks dolny 1, CIndeks dolny 2;

1,1
R5bDXNicW1k4d
Rys.6.3 Generator Colpittsa
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
1
  • ze sprzężeniem transformatorowym czyli układ Meissnera (Rys. 6.4) – zbudowany z jednostopniowego wzmacniacza pracującego w konfiguracji wspólnego emitera z pętlą sprzężenia zwrotnego z transformatorem w obwodzie rezonansowym.

1,1
RYFGxKOTh9fl0
Rys.6.4 Generator Meissnera
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
1

Generatory kwarcowe stosowane są, jeżeli wymaga się bardzo dobrej stabilności pracy generatora. Do stabilizowania częstotliwości drgań można użyć rezonatora piezoelektrycznego (kwarcowego) albo ceramicznego (Rys. 6.5).

Rezonator piezoelektryczny działa poprzez sprzężenie jego właściwości elektrycznych (czyli napięcia przyłączonego do płytki przez elektrody) z mechanicznymi drganiami płytki kryształu. Sprzężenie jest najsilniejsze dla częstotliwości rezonansu mechanicznego, zależnej od zastosowanego kryształu. Generatory kwarcowe charakteryzują się dużą dobrocią, a częstotliwość drgań w niewielkim stopniu zależy od temperatury.

RMTZSZdWLCtxB
Rys. 6.5 Przykład generatora kwarcowego
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Generatory RC stosuje się w zakresie małych i średnich częstotliwości (10 Hz‑100 kHz). W podanym zakresie istnieje trudność w realizacji generatorów LC oraz szerszy zakres przestrajania. Generator RC zbudowany jest ze wzmacniacza lub innego elementu aktywnego, połączonego z czwórnikiem selektywnym sprzężenia zwrotnego. Jako czwórnik sprzężenia może zostać użyty łańcuchowy układ RC i CR (Rys. 6.6), układ typu T lub TT oraz mostki np. Wiena (Rys. 6.7). Pierwsze mają właściwości przesuwników fazowych, a pozostałe układów selektywnych.

Generatory z przesuwnikami fazy charakteryzują się małą dobrocią układów i niewielkim nachyleniem charakterystyki częstotliwościowej. Powoduje to małą stabilność częstotliwości oraz dużą zawartość harmonicznych. Wady te powodują trudności w strojeniu generatorów. Generatory z układami selektywnymi mają dobrą stabilność częstotliwości i małe zniekształcenia nieliniowe, ale często wymagają dodatkowych elementów, które stabilizują amplitudę sygnału wyjściowego.

RdL3mT6jXQoH9
Rys. 6.6 Generator RC z filtrem dolnoprzepustowym
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
R1dAp295t1Tir
Rys. 6.7 Generator RC z mostkiem Wiena
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.
fr=12·π·R·C
gdy R1R2=2

Wróć do spisu treściDYwCnCGuzWróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDerb8l5kQPowrót do materiału głównego