На рис. 5.3 показана схема, основанная, как и предыдущая, на мосте Вина, с тем лишь отличием, что АРУ е эюй схеме осуществляется диодным мостом н стабилитроном в цеп и отрицательной ОС ОУ 17].

При наличии АРУ в такой схеме первоначальное значение ko9ixj}hUH-CHia усиления по петле отрицательной ОС устанавливается несколько выше необходимого для обеспечения запуска генератора Впоследствии цепь АрУ, включаясь. Снижает усиление и предотвращает дальнейшее Г1овышен(ге амплитуды выходного напряжения, которое без АРУ ограничивается лишь прн на-сыУченин \снлнге-1я, что приводит к большил) яскажеинял!. По этой же причине первон?чальное превышение коффициента усиления ОУ ло сравнению с требуемым для нормальной работы генератора 3ii24ei(Ufc.M (в данном случае prif.Hie 3) не долж-но быть знчителы;ьгм.

- т 6ЛЗ

Рис. 5 4. Генератор с кУЪ на полевич транзисторе

Амплитуда выходного сигнала упределяется пооговь)!} напряжением, ciaen-itfTpoHa Когффиниент не-аинснных искажении генератора при правильном подборе резисторов и стабилитр11иа в вегви дополнительной отрииате.1Ь-иой ОС не превышает 0,5%.

В схеме на рнс, 5.4 в качестве нелинейного элемента, обеспечивающего АРУ, использован ПТ 18]. Этот генеоатор состоит из пикового детектора и ПТ, который работаег в режиме управляемого напрядсения резистора и включен в двойную цепь с регенеративной ОС.

В этой схеме выходной синусоидальный сигнал детектируется пиковым детектором и результирующее напряжение в виде постоянного потенциала, изменяющегося с изменением амплитуды на выводе, подается на затвор ПТ. Уровень этого управляющего напряжения подбирается потенциометром 5 кОм тяк, чтобы при изменении сопротивления канала тр;у1аистора автоматически выполнялось условие генерации и повышалась стабильность работы схемы при любых амплитудах выходного напряжения.

При указанных на рисунке номиналах элементов схема генерирует синусоидальные колебания частотой 1460 Гц и амплитудой 5 В в нагрузке соп-ротИБлекием 1 кОм Изменение напряжения источника питания от ±8 до 18 В практически не оказывает влияния на парамсфы выходного сигнала. В тeмпepaтypнof диапазоне (О-65° С амплитуда колебаний изменяется на 6% и частота на 1,5%. Для генерирования сигтгала другой частоты необходимо изменить соответствующий o6pd30M номиналы резисторов и конденсаторов в двойном Т-образном мосте

Разновидность схеиы генератора со стабилизацией амплитуды с помощью ПТ и использовангЕем в цепи положительной ОС мосга Вина, приве-

дена на рис. 5.6. Выходное напряжение генератора выпрямляется, фильтруется и подается в виде управляющего сигнала на затвор ПТ. До тех пор пока амплитуда выходного напряжения меньше порога открывания стабилитрона, напряжение затвор - исток ПТ равно нулю, и последний эквивалентен низкоомному резистору. Коэффициент передачи ОУ, определяемый цепью отрицате.гьнЗй ОС. в этом случае равен максимально возможному значению. Поэтому амплитуда выходного напряжения будет увеличиваться до тех пор, пока не откроется сгабилитрон, который формирует управляющий сигнал, вызывающий запирание ПТ, т. е. повышение сопротивления сток-исток и соответственно увеличение глубины отрицательной ОС. При некотором значении выходного напряжения полное усиление в цепях ОС генератора станет равным единице, чго приведет к стабилизации амплитуды Ush.s.-

Рис. 5 5 Генератор на мосте Винп с АРУ

Рис. 5 Г). Стабилизация частоты генератора с помощью кварцевого кри-

В CBSi3H с тем, что цепь АРУ управ1яет усилением при любых амплитудах выходною сигнала, разброс сопротиБленнй резисторов в петле отрицательной ОС практически не оказывает влияния на работу схемы. Однако следует отметить, что и течение периода выходного напряжения возможны некоторые изменения коэффициента усиления в схеме за счет конечного значении времени разряда фильтруюшего конденсатора С/через резистор R2. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо выбирать постоянную времени RCi. исходя из требуемого уровня стабилизации амплитуды выходного напряжения генератора н приемлемого значения времени передачи сигнала по цепи АРУ. Схема генератора такого типа обеспечивает уровень искажений синусоидального напряжения не хуже 0,2%

Стабилизация частоты выходного напряжения генератора Рассмотренные схемы тенераторов синусоидальных колебаний имеют фиксированную частоту выходных сигналов, задаваемую /?С-элементами в цепях ОС. Стабильность частоты колебаний, генерируемых такими схемами, в большей степени зависит от качества этих элрментов, чем от структуры фазосдвигающей цепи и хара;;теристик ОУ. Поэтому при использовании высококачественны*с С-элементов приведен[1ые вьппе схемы обычно удовлетворяют требовн-ниям, предъявляемым к resieparopaM синусоидальных колебаний в час] и стабильности частоты выходного сигнала.

Однако в некоторых устройствах, например в эталонных генераторах, применяемых в прецизнонР1Ых радиотехнических и измерительных системах, требуется дополнительная стабилизация частоты, которая обычно осуществляется с помощью кварцевого кристалла, включаемого в цепь положительной ОС генератора tpnc 5(5) [1].

Высокая избирательность кристалла в значительной степени стабилизирует реоианс[ое значение частоты генерации, задаваемое цепью положительной ОС. В этой схеме элементы k и С предназначены в ссновном для филь-.

. t33

трации высших гармонических составляющих сигнала и выбираются с учетом резонансного импеданса кристалла. При резонансе кристалл обеспечивает фазовый сдвиг, равный нулю, т. е импеданс представляет собой активное Сопротивление. Это сопротивлеиле заменяет один из резисторов в цели лоло-жнтельной ОС ОУ. Лля того чтобы выполнить условие согласования резонансной частоты кристалла и частоты моста Вина, величину резистора R подбирают равной резонансному сопротивлению кристалла, а значение емкости конденсаторов С определяют из выражения /?С = \Н2Ывыу}-

Цепь АРУ, подключенная к инвертирующему входу ОУ. компенсирует изменения резонансного соцротиаления кристалла с температурой, поддерживая теи самым амплитуду и частоту выходных сигналов постоянной. Однако прн больших )}3}11енет}ях температуры для лучшей стабилизации параметров выходного напряжения генератора в цепь положительной ОС последовательно с кварцевые! кристаллом следует включить добавочный резистор не-.

5S/f

18 fi

±.Cf

CZ RI

Hhc:

R5 Юн

/5н 15ff

>r-t

10 55 0,1

R3 5,8h

R7 fOtt

Рис 5.7. Генератор с амплитудой, регулируемой в пределах О-10 В

Рнс 5 8 Регулировка амплитуды выходных колебание геьератора -ре-, зистором в цепи АРУ

большого поминала- В этом случае величина резистора R должна быть равна сумме значений добавочного резистора и резонансного сопротивления кристалла.

Регудиройка амплитуды выходного нап()яжения. Схема генератора синусоидальных колебант, амл,знтуда которых может регулироваться потенциометром приведена на рнс. 5.7. Частота генераций определяется элементами моста Вина и paaiia 400 Гц. Цепь АРУ на ПТ обеспечивает стабилизацию амплитуды генерируемых сигналов на уровне 10 В.

Такой метод изменения величины выходного напряжения можег бы1ь использован в любой из рассмотренных выше схем генераторов синусоидальных сигналов. Однако при таком включении потенциометра стабильность работы генератора и линейность регулировки величины напряжения на его выходе существеико зэвнсят от значения входпою импеданса схемы, на которую нагружен данный генератор

Б схеме генератора на рис 5.8 амплитуда выходного напряжения регулируется потенциометром /?7, который изменяет порог включения цепи АРУ, построенной на основе кремниевого диода Д [4]. Когда прямое падение напряжения на диоде достигает нескольких сотен ыилллвольт, диод открывается и уменьшает коэффициент усиления ОУ, стабилизируя тем самым амплитуду выходного сигнала на уровне, определяемом положением движка потенциометра R7.

Настройка схемы осуществляется следующим образом. Перемещением движка потенииометрЭ R7 диод Д подключэеэся к выходу генератора Затем подбирается значение подстроечного резистора R4, при котором возни-