Что такое кварцевый генератор Пирса?

 

Схема генератора Пирса представлена на рис. 10.14. Генератор Пирса является разновидностью генератора с емкостной связью. Кварцевый резонатор работает на частоте, близкой к частоте параллельного резонанса, и имеет индуктивное реактивное сопротивление Два конденсатора С1 и С2 образуют емкостной, делитель.

Генератор Пирса очень удобен для применения в многоканальных передатчиках, стабилизированных кварцем, поскольку не требует подстройки контура при смене кварца.

 

 

Рис. 10.14. Генератор Пирса  

 

Что такое RС ‑генератор?

 

Это генератор, в котором не содержатся резонансные контуры LC, а цепь, определяющая генерируемую частоту, состоит только из элементов RC. Различают RС‑генераторы с фазосдвигающими и мостовыми схемами. Обычно RС‑генераторы используются для получения синусоидальных колебаний с частотами от долей герц (например, 0.01 Гц) до нескольких десятков килогерц. Обычно верхний предел частоты не превышает 300 кГц. RС‑генераторы характеризуются хорошей стабильностью, легко перестраиваются и позволяют получать колебания с очень низкими частотами. Реализация LC‑генератора, генерирующего колебания очень низкой частоты, является не простым делом из‑за трудностей, связанных с изготовлением катушки с очень большой индуктивностью.

 

Что такое RС ‑генератор с фазосдвигающей цепью?

 

Схема генератора показана на рис. 10.15.

 

 

Рис. 10.15. RС‑генератор с фазосдвигающей цепью

 

В состав генератора входит резистивный усилительный каскад, а также трехсекционная лестничная RС‑цепочка, включенная между выходом и входом усилителя. Эта цепочка, находящаяся в петле ОС, вносит фазовый сдвиг между выходным и входным напряжениями. Одним из условий возникновения колебаний в схеме является фазовый сдвиг между этими напряжениями, составляющий 180°. В рассматриваемой цепи подобная ситуация может возникнуть только на одной частоте. Действие цепи легко можно понять, если принять во внимание, что каждая RС‑секция является простым фазовращателем, вносящим в первом приближении сдвиг фазы 60° на рабочей частоте схемы. Три такие секции вносят, следовательно, требуемый сдвиг фазы 180°. Поэтому ПОС является избирательной, и в связи с этим колебания имеют синусоидальную форму.

Фазосдвигающая цепь вносит достаточно заметное затухание, и поэтому коэффициент усиления транзистора должен быть соответственно большим. Для RС‑цепи, состоящей из трех секций, коэффициент усиления должен составлять не менее 29. Тогда будет выполнено также второе условие возникновения колебаний – условие баланса амплитуд.

При одинаковых сопротивлениях резисторов R и емкостей конденсаторов С частота колебаний генератора рассчитывается по формуле f = 1/(2π√6· RC). Для изменения частоты колебаний достаточно изменить сопротивление или емкость в фазосдвигающей цепи.

 

Что такое RС ‑генератор с мостом Вина?

 

Общая структурная схема генератора мостового типа представлена на рис. 10.16. При соответствующем выборе параметров элементов моста (R1 = R2; R4 < R3) напряжение на диагонали АВ моста находится в фазе с напряжением на диагонали СО. Напряжение UAB управляет двухкаскадным усилителем без инверсии фазы (фазовый сдвиг 360°), выход которого является источником сигнала, подключаемого к одной диагонали моста.

 

 

Рис. 10.16. Структурная схема генератора мостового типа

 

Если коэффициент усиления достаточен, то в схеме выполняются условия, необходимые для возникновения колебаний. Поскольку схема является широкополосной и не выделяет какой‑либо частоты, генерируемое напряжение не имеет синусоидальной формы.

Если схема должна генерировать напряжение некоторой определенной частоты, то ветвь моста с резисторами R1 и R2 должна быть заменена избирательной схемой. Схема такого типа, образующая совместно с резисторами R3 и R4 мост Вина, представлена на рис. 10.17, а. Резистор R1 заменен последовательной RС‑цепочкой, а резистор R2 – параллельной RС‑цепочкой. Условие соответствующей фазы напряжения, возбуждающего усилитель, выполняется только на одной частоте f = 1/(2π RC). На других частотах имеет место меньшее напряжение UАВ, а его фаза отличается от желаемой.

Схема генератора с мостом Вина изображена на рис. 10.17, б. Резистор R4 в мостике заменен лампой накаливания с вольфрамовой нитью. Благодаря нелинейной вольт‑амперной характеристике лампы накаливания достигается автоматическая регулировка усиления и в результате – постоянная амплитуда колебаний.

Генератор с мостом Вина можно легко перестраивать с помощью сдвоенного конденсатора переменной емкости, включенного в схему вместо постоянных конденсаторов с емкостью С.

 

 

 

Рис. 10.17. Мост Вина (а) и схема генератора с мостом Вина (б)