Принцип построения

Генераторы синусоидальных колебаний преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный ток требуемой частоты. Они выполняются на основе усилителей со звеном положительной обратной связи, обеспечивающей устойчивый режим самовозбуждения на требуемой частоте. Структурная схемагенератора синусоидальных колебаний показана на рис. 8.1. Коэффициент усиления усилителя и коэффициент передачи звена обратной связи имеют комплексный характер, т.е. учитывается их зависимость от частоты. Входным сигналом для усилителя в схеме генератора является часть его выходного напряжения, передаваемая звеном положительной обратной связи (|ẁ| < 1).

Для работы схемы в режиме генератора необходимо выполнение двух условий.

Первое характеризуется тем, что фазовые сдвиги сигнала, создаваемые усилителем j_у и звеном обратной связи j_w в сумме должны быть кратными 2p

j_у + j_w = 2pn, (8.1)

где n = 0, 1, 2, 3, … .

Соотношение (8.1) определяет условие баланса фаз в усилителе с положительной обратной связью.

Второе условие находят из выражения

|Ќ||ẁ| ≥ 1, (8.2)

которое в усилителях называют условием самовозбуждения.

Для получения на выходе генератора напряжения синусоидальной формы требуется, чтобы соотношения (8.1) и (8.2) выполнялись только на одной частоте.

Физический смысл неравенства |Ќ||ẁ| > 1 заключается в следующем. Сигнал, усиленный усилителем в |Ќ| раз и ослабленный звеном обратной связи в |ẁ| раз при выполнении условия (8.1) возникает вновь на входе усилителя в той же фазе, но с большей амплитудой. Равенство |Ќ||ẁ| = 1 означает переход генератора к установившемуся режиму работы, когда по мере увеличения амплитуды колебаний происходит уменьшение коэффициента усиления Ќ усилителя из-за проявления нелинейности характеристик транзисторов при больших амплитудах сигнала. В установившемся режиме сигналы на входе и выходе генератора соответствуют некоторым установившимся значениям благодаря компенсации усилителем ослабления сигнала, создаваемого звеном обратной связи (условие баланса амплитуд).