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_u oraz dodatnie sprzężenie zwrotne o wzmocnieniu βbetaIndeks dolny u_u (Rys. 6.1). 

R1bwDHVx1GT40

Ilustracja przedstawia schemat generatora ze sprzężeniem zwrotnym. Na górze schematu znajduje się kwadrat, w kwadracie napis: k u oraz znak większości. Od jego prawego i lewego boku odchodzą do zewnątrz po dwie linie, na liniach znajdują się białe punkty. Od punktów położonych na liniach poniżej do białych punktów położonych powyżej prowadzą strzałki. Po lewej stronie kwadratu jest to strzałka opisana U jeden, po prawej u dwa. Górna linia wychodząca z lewego boku po przejściu przez biały punkt biegnie w lewo, po czym skręca do dołu. Przechodzi przez biały okrąg, w którym znajduje się symbol fali, ten symbol opisany jest jako e es. Linia biegnie dalej w dół, skręca w prawo. Następnie dalej biegnie w dół, skręca w prawo, przechodzi przez biały punkt, po czym łączy się z lewą ścianą kolejnego kwadrata. Kwadrat ten opisany jest jako znak większości beta u. Od kwadratu biegną cztery linie, wychodzące z tych samych miejsc, co w kwadracie pierwszym. Dolna linia wychodząca z prawego boku, po przejściu przez biały punkt biegnie dalej w prawo, po czym skręca do góry, następnie skręca w lewo i łączy się z górną linią wychodząca z prawego boku kwadratu powyżej. Dolna linia wychodząca z prawego boku pierwszego kwadratu biegnie w prawo, skręca do dołu, po czym skręca w lewo i łączy się z wyższą linią wychodzącą z prawego boku drugiego kwadrata. Górna linia wychodząca z lewej ściany drugiego kwadratu, po przejściu przez biały punkt odbija w górę, po czym skręca w lewo. Na tej wysokości znajduje się strzałka biegnąca w lewo prowadząca do linii, która przeszła przez punkt E es. Linia biegnąca od dolnego kwadratu, po skręcie w lewo łączy się z dolną linią wychodzącą z lewego boku pierwszego kwadratu.

Wielkości kIndeks dolny u_u oraz βbetaIndeks dolny u_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: $\left| {k_{u}·\beta_{u}} \right|=1$ 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 1₁;

1,1

R15eoQI3PID2V

Ilustracja przedstawia schemat generatora Hartleya. W prawym dolnym roku schematu znajduje się prostokąt. Na prawej ścianie prostokąta znajdują się dwie poziome kreski opisane jako ce jeden. Na lewym boku prostokąta znajduje się sześciokrotne wybrzuszenie opisane jako el. Z lewego boku wychodzi w lewo linia. Nad linią obok wybrzuszeń znajduje się symbol el dwa, niżej be, poniżej linii el jeden. Linia przechodzi przez dwa czarne punkty, od których odchodzą odnogi, po czym skręca do góry. Przechodzi przez prostokąt er dwa, następnie przechodzi przez czarny punkt położony na wysokości kręgu znajdującego się po jego prawej stronie. Biegnie dalej w górę, przechodzi przez prostokąt er jeden, po czym skręca w prawo. Przechodzi przez czarny punkt, następnie biegnie do punktu plus u cece. Od czarnego punktu biegnie w dół linia, trzykrotnie wybrzusza się, obok opis: de eł kropka wu kropka czy kropka. Linia poniżej rozdwaja się, pierwsza jej część biegnie do okręgu znajdującego się poniżej, w nim ukośną kreską łączy się z pionową linią wpisaną w okrąg. Druga jej część biegnie w prawo, przechodzi przez punkt ce dwa zaznaczony na linii dwiema pionowymi kreskami, biegnie dalej w prawo przechodzi przez czarny punkt i biegnie dalej w prawo do białego punktu Wu igrek. Od czarnego punktu położonego na linii przed punktem wu igrek biegnie w dół linia, prowadzi do górnej ściany prostokąta znajdującego się w dołu schematu po prawej stronie. Z dolnej ściany wychodzi linia, biegnie w dół, po czym skręca w lewo. Następnie biegnie w górę, po czym skręca w prawo, przechodzi przez punkt ce trzy zaznaczony dwiema pionowymi kreskami, następnie przez czarny punkt zlokalizowany na wysokości okręgu. Po przejściu przez punkt przechodzi przez obwód okręgu i łączy się z ponową kreską w jego wnętrzu. Od pionowej kreski odchodzi w dół do prawej ukośna strzałka, załamuje się w dół, rozdwaja się. Jej pierwsza część skręca w prawo, następnie w dół, przechodzi przez punkt ce e i dociera do pierwszego z czarnych punktów położonych na linii wychodzącej z lewej ściany prostokąta. Druga część biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er e, biegnie w dół, po czym dociera do drugiego z czarnych punktów położonych na linii wychodzącej z lewej ściany prostokąta. Przestrzeń między dwiema skośnymi liniami znajdującymi się w okręgu opisana jest jako te jeden.

1

$f_{r}=\frac{1}{2·π·\sqrt{L·C_{1}}}$

$L=L_{1}+L_{2}$

• 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 1₁, CIndeks dolny 2₂;

1,1

R5bDXNicW1k4d

Ilustracja przedstawia schemat generator Colpittsa. W prawym dolnym roku schematu znajduje się prostokąt. Na prawej ścianie prostokąta znajduje się trzykrotne wybrzuszenie opisane literą el. Na lewym boku prostokąta znajdują się dwie pary podwójnych poziomych kreseczek opisanych jako ce jeden oraz ce dwa. Z lewego boku wychodzi w lewo linia. Linia przechodzi przez dwa czarne punkty, od których odchodzą odnogi, po czym skręca do góry. Przechodzi przez prostokąt er dwa, następnie przechodzi przez czarny punkt położony na wysokości kręgu znajdującego się po jego prawej stronie. Biegnie dalej w górę, przechodzi przez prostokąt er jeden, po czym skręca w prawo. Przechodzi przez czarny punkt, następnie biegnie do punktu plus u ce ce. Od czarnego punktu biegnie w dół linia, trzykrotnie wybrzusza się, obok opis de eł kropka wu kropka czy kropka. Linia poniżej rozdwaja się, pierwsza jej część biegnie do okręgu znajdującego się poniżej, w nim ukośną kreską łączy się z pionową linią wpisaną w okrąg. Druga jej część biegnie w prawo, przechodzi przez punkt ce dwa zaznaczony na linii dwiema pionowymi kreskami, biegnie dalej w prawo przechodzi przez czarny punkt i biegnie dalej w prawo do białego punktu Wu igrek. Od czarnego punktu położonego na linii przed punktem wu igrek, biegnie w dół linia, prowadzi do górnej ściany prostokąta znajdującego się w dołu schematu po prawej stronie. Z dolnej ściany wychodzi linia, biegnie w dół, po czym skręca w lewo. Następnie biegnie w górę, po czym skręca w prawo, przechodzi przez punkt ce trzy zaznaczony dwiema pionowymi kreskami, następnie przez czarny punkt zlokalizowany na wysokości okręgu. Po przejściu przez punkt przechodzi przez obwód okręgu i łączy się z ponową kreską w jego wnętrzu. Od pionowej kreski odchodzi w dół do prawej ukośna strzałka, załamuje się w dół, rozdwaja się. Jej pierwsza część skręca w prawo, następnie w dół, przechodzi przez punkt ce e i dociera do pierwszego z czarnych punktów położonych na linii wychodzącej z lewej ściany prostokąta. Druga część biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er e, biegnie w dół, po czym dociera do drugiego z czarnych punktów położonych na linii wychodzącej z lewej ściany prostokąta. Przestrzeń między dwiema skośnymi liniami znajdującymi się w okręgu opisana jest jako te jeden.

1

$f_{r}=\frac{1}{2·π·\sqrt{L·C_{Z}}}$

$C_{Z}=\frac{C_{1}·C_{2}}{C_{1}+C_{2}}$

• 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

Ilustracja przedstawia schemat. W centrum schematu znajduje się okrąg. W kręgu znajduje się pionowa linia, z niej wychodzi ukośna strzałka biegnąca w prawo do dołu. Następnie linia wychodzi za okrąg, po czym rozdwaja się. Jej pierwsza część biegnie w prawo, po czym skręca w dół, przechodzi przez punkt ce e, oznaczony dwiema poziomymi kreskami, biegnie dalej w dół, skręca w lewo. Przechodzi przez cztery czarne punkty, następnie skręca do góry i przechodzi przez punkt ce oznaczony dwiema poziomymi kreskami i przekreślającą je strzałką biegnącą po skosie do góry. Linia biegnie dalej do dołu, po czym rozdwaja się. Pierwsza jej cześć biegnie w prawo, następnie w dół, wybrzusza się trzykrotnie, jest to opisane listerą el jeden, by ostatecznie połączyć się z poziomą linią na dole w miejscu czwartego punktu, przez który przeszła pierwsza odnoga linii pociągniętej ze strzałki znajdującej się w okręgu. Druga odnoga linii przechodzącej przez punkt ce biegnie w górę, następnie skręca w prawo, przechodzi przez punkt ce jeden, biegnie dalej w prawo, przechodzi przez czarny punkt, biegnie dalej w prawo, przechodzi przez dwie pionowe kreski opisane ce trzy i kończy swój bieg na białym punkcie opisanym wu igrek. Na wysokości punktu wu igrek powyżej znajduje się biały punkt oznaczony jako plus u ce ce. Z punktu ciągnie się w lewo linia przechodząca przez czarny punkt. Między tym punktem a czarnym punktem położonym na linii niżej, prowadzącej do punktu wu igrek, znajduje się trzykrotnie wybrzuszająca się linia opisana jako de eł kropka wu kropka czy kropka, biegnie dalej w dół, dochodzi do obwodu okręgu i ukośną linią łączy się z pionową linią umiejscowioną w okręgu. Górna linia, po przejściu przez czarny punkt, biegnie dalej w lewo, po czym załamuje się i biegnie w dół, przechodzi przez prostokąt er jeden, krzyżuje się z linią poniżej, następnie przechodzi przez czarny punkt i po przejściu przez prostokąt er dwa łączy się z linią położoną najniżej na wysokości drugiego z czarnych punktów na niej położonych. Z trzeciego czarnego punktu położonego na linii u dołu schematu, biegnie w górę, trzykrotnie wybrzusza się, ten element opisany jest jako el dwa, linia następnie skręca w prawo, przechodzi przez punkt ce dwa, biegnie w prawo, by złączyć się z pionową linią zawartą w okręgu. Obszar między ukośnymi liniami nazwany jest te jeden. Obszar między wybrzuszeniami el jeden oraz el dwa oznaczony jest literą em.

1

$f_{r}=\frac{1}{2·π·\sqrt{L_{1}·C}}$

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

Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu biegnie w górę linia, przechodzi przez prostokąt er jeden, po czym biegnie w prawą stronę, przechodzi przez czarny punkt, następnie biegnie do trójkąta równoramiennego, którego wierzchołek przy najmniejszym kącie skierowany jest w prawo. Linia łączy się z prostokątem u jego podstawy, obok kąta, przy którym znajduje się minus. Z czarnego punktu biegnie w górę linia, skręca w prawo, przechodzi przez prostokąt er dwa, biegnie dalej w prawo, po czym skręca w dół i biegnie do czarnego punktu zlokalizowanego na wysokości trójkąta, a konkretnie jego wierzchołka skierowanego w prawo. Z wierzchołka skierowanego w prawo biegnie w prawo linia, przechodzi przez czarny punkt, biegnie do punktu białego wu igrek, znajdującego się po prawej stronie na schemacie. Biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo, przechodzi przez punkt ku, dochodzi do czarnego punktu, tam rozdwaja się. Pierwsza jego część biegnie w dół i po przejściu przez prostokąt er trzy kończy swoją drogę. Druga część biegnie w górę, po czym skręca w prawo i łączy się ze ścianą trójkąta na wysokości znaku plus zlokalizowanym w jego najniżej położonym rogu .

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

Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu biegnie w górę pionowa linia, skręca w prawo, po czym przechodzi przez prostokąt er jeden, biegnie dalej w prawą stronę, przechodzi przez czarny punkt, po czym biegnie do trójkąta równoramiennego, którego wierzchołek przy najmniejszym kącie skierowany jest w prawo. Linia łączy się z prostokątem u jego podstawy obok kąta, przy którym znajduje się minus. Z czarnego punktu biegnie w górę linia, skręca w prawo, przechodzi przez prostokąt er dwa, biegnie dalej w prawo, po czym skręca w dół i biegnie do czarnego punktu zlokalizowanego na wysokości trójkąta, a konkretnie jego wierzchołka skierowanego w prawo. Z wierzchołka skierowanego w prawo biegnie w prawo linia, przechodzi przez czarny punkt, biegnie do punktu białego wu igrek, znajdującego się po prawej stronie na schemacie. Linia wychodząca z prostokąta er dwa biegnie dalej w dół, dochodzi do czarnego punktu, tam rozdwaja się. Pierwsza jego część biegnie w dół, przechodzi przez punkt ce oznaczony dwiema ułożonymi jedna nad drugą poziomymi kreskami. Druga przechodzi przez prostokąt er, tam rozdwaja się. Pierwsza jego część biegnie w dół, przechodzi przez punkt ce oznaczony dwiema ułożonymi jedna nad drugą poziomymi kreskami. Druga przechodzi przez prostokąt er, tam rozdwaja się. Pierwsza jego część biegnie w dół, przechodzi przez punkt ce oznaczony dwiema ułożonymi jedna nad drugą poziomymi kreskami. Druga przechodzi przez prostokąt er, tam rozdwaja się. Po przejściu przez trzy prostokąty er linia biegnie do góry. Jest to pionowa linia znajdująca się po prawej stronie schematu, od której został zaczęty opis schematu.

R1dAp295t1Tir

Ilustracja przedstawia schemat. Po lewej stronie schematu biegnie w górę linia, rozdwaja się. Jej pierwsza część biegnie w prawą stronę, przechodzi przez prostokąt er, następnie przechodzi przez czarny punkt, po czym biegnie do trójkąta równoramiennego, którego wierzchołek przy najmniejszym kącie skierowany jest w prawo. Linia łączy się z prostokątem u jego podstawy obok kąta, przy którym znajduje się minus. Druga odnoga biegnie w górę, po czym skręca w prawo, przechodzi przez punkt ce, czyli dwie pionowe kreski, przechodzi przez czarny punkt. Czarne punkty na obydwóch odnogach połączone są pionową kreską. Linie biegnie dalej w prawo przez prostokąt er, biegnie dalej w prawo, przechodzi przez punkt ce oznaczony dwiema pionowymi kreskami, po czym skręca w dół i biegnie do czarnego punktu zlokalizowanego na wysokości trójkąta, a konkretnie jego wierzchołka skierowanego w prawo. Z wierzchołka skierowanego w prawo biegnie w prawo linia, przechodzi przez czarny punkt, biegnie do punktu białego wu igrek, znajdującego się po prawej stronie na schemacie. Pionowa linia biegnie dalej w dół, po czym skręca w lewo, przechodzi przez prostokąt er z indeksem dolnym jeden, dochodzi do czarnego punktu, tam rozdwaja się. Pierwsza jego część biegnie w dół i po przejściu przez prostokąt er z indeksem dolnym dwa kończy swoją drogę. Druga część biegnie w górę, po czym skręca w prawo i łączy się ze ścianą trójkąta na wysokości znaku plus zlokalizowanym w jego najniżej położonym rogu.

Wróć do spisu treściDYwCnCGuzWróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDerb8l5kQPowrót do materiału głównego