щает попадание напряжения на базу и влияет на постоянную, времени пепи автосмещения.

Кварцевые генераторы, обладающие как отмечалось в § 4.4, повышенной стабильностью частоты, собираются в основном по трехточечной схеме и работают на частотах, где реактивное сопротивление кварцевого резонатора имеет индуктивный характер. Б емкостной трехточке кварцевый резонатор включают в качестве ачемента Zi, в индуктивной - преимущественно в качестве Ъ.

/?С-ГЕНЕРАТОРЫ

Рассмотренные выше схемы LC-генераторов оказываются малопригодными для генерирования низкочастотных колебаний, поскольку для настройки контура на такие частоты приходится применять катушки и конденсаторы с большими L и С, обладающие значительными габаритами и весами; собранные на них контуры оказываются ннзкодобротнымн и практически не перестраиваемыми по диапазону. Эти обстоятельства и послужили причиной разработки iC-генераторов синусоидальных колебаний, содержащих только резисторы Д и емкости С. Индуктивности, а значит, и колебательные контуры в /?С-генераторах отсутствуют.

Структурная схема /?С-генератора соответствует рис. 4.3; она содержит усилитель и цепь положительной обратной связи, причем параметры схемы подбираются такими, чтобы необходимые для генерирования колебаний условия баланса амплитуд и фаз выполнялись на одной частоте. Усилители во всех случаях резистивные

А Г 1-

Рис. 4.48

Генератор с мостом Вина - наиболее распространенный тиг? С-генератора. Основу его составляет последовательно параллельная /?С-цепочка, включенная в цепь обратной связи усилителя (рис. 4.48с). Сопротивления последовательной и параллельной

Назначение резисторов Ri и R3, отмеченных пунктиром, рассматривается ниже.

частей цепочки соответственно Zi=i/?+l/icoC и Z2=RI{l-{-mRC). Поэтому комплексный коэффициент обратной связи

Zi + Z 3 + i(coC/?-l/coC/?)

Величина Ко.с достигает наибольшего значения тахКо.с=1/3, когда мнимая часть знаменателя обращается в нуль, т. е. на частоте

ffio=l ?C. (4.235).

Выражение (4.234) можно записать как

Ко.е= е = . (4.236J

где Q = l/3, е= (со/юо) - (соо/со).

Зависимость (4.236) сходна с зависимостью 2э(сй) параллельного колебательного контура с добротностью, равной 1/3. На рис. 4.486 построены частотная Ко.с (со) и фазовая фо.с(со) характеристики, соответствующие (4.236).

Схема рис. 4.48а будет автогенератором в случае выполнения условий баланса амплитуд фаз. Для выполнения первого условия коэффициент усиления усилителя должен быть

= (4.237).

Для выполнения второго условия на частоте соо сдвиг фаз в усилителе должен быть фк=0,2я... Поскольку в резистивном усилителе сдвиг фаз в одном каскаде составляет 180°, необходимость выполнения этого условия заставляет применять двухкаскадный усилитель. Получение КуКукр==3 в таком усилителе затруднений не вызывает.

Рассмотренный генератор имеет очень низкую стабильность частоты, так как при эквивалентной добротности цепи Q = l/3 ее фазовая характеристика оказывается очень пологой. На практике для увеличения стабильности частоты цепь обратной связи усложняют, добавляя к последовательно-параллельной RC-цепи положительной обратной связи цепь отрицательной обратной

связи, показанную пунктиром на рис. 4.48а. Совместно эти цепи образуют мост Вина. Выходное напряжение усилителя Oi подается на одну диагональ моста АО, напряжение с другой диагонали ВЦ подается на вход усилителя {ръх). На частоте Шо напряжения Ui и Us=V2Rsl(Ri+Rs) находятся в фазе с C/z- Так как Os во входной цепи усилителя включено навстречу Ci, напряжение Vsi=Vi-Us, и коэффициент обратной связи

I/, R, + Rs

при добавлении цепи Ri-Ra уменьшается, что означает необходимость соответствующего увеличения коэффициента усиления усилителя Ку.

На рис. 4.49а построены, начиная с Ui, векторные диаграммы последовательно-параллельной JC-цепочки и моста Вина для частоты шо. Покажем, что мост Внна позволяет существенно увеличить стабильность частоты генератора. Предположим, что по какой-то причине в сылитвяв появился небольшой

сдвиг фаз Лфу. Это приведет к изменению частоты (b=iwo+Aw, при котором

Лфв.с(ш)+Афу=0. Приблизительно Дфо.с = карактеристики фо.с(ш). Поэтому

Д . где -Р

Д<.= -Дфу/().

- крутизна

(4.2391

Чем больше крутизна фазовой характеристики фо.с((в), тем выше фиксирующая способность рассматриваемой системы, т. е. тем меньше изменение-

Рис. 4.49

частоты Дш. На рис. 4.496 для частоты а, немного большей шо, построена векторная диаграмма /?С-цепи, а на рис. 4.49в приведена векторная диаграмма моста Вина. Здесь Дфо.с -сдвиг фаз в /?С-цепочке, а Дфо.с-в схеме моста. Очевидно, f/ix sin Дфо.с = f/i sin Дфо.с. При небольших Дфо.с=-Дфу, а значит, и Дсй

Афо.с

C4.2i40)

Дфо.с

Принимая Дфв.с/Ди~бфо.с/бсв, Д<ро.с/Дш=кфо.с/б(в, получаем

ефо.е/<Эш.= (Kjf3) (Йфо.с/ю).

Следовательно, введение цепи отрицательной обратной связи позволяет увеличить стабильность частоты генератора в 7Су/3 раз. Так, при переходе от Ау=3 к 7Су=40О стабильность частоты увеличивается более чем в 100 раз.

Остановимся на вопросе получения синусоидальных колебаний в генераторе с мостом Вина. Для возбуждения колебаний в исходном состоянии генератора нужно выбрать /Су/(у.кр=3 (с учетом действия цепи отрицательной обратной связи). Когда амплитуда Ui нарастающих колебаний превысит t/i* (рис. 4.50а), начнет сказываться нелинейность усилителя, в результате чего ег© выходной ток и напряжение искажаются, становясь негармоническими, средний по первой гармонике коэффициент передачи усилителя Ку в большинстве случаев уменьшается (рис. 4.506). При