W1. GENERATORY DRGAŃ SINUSOIDALNYCH Warunki generacji drgań Generatory sprzężeniowe Generatory LC z elementami o ujemnej rezystancji Generatory Colpittsa, Hartleya i Meissnera Poprawka liniowa i poprawka nieliniowa częstotliwości Generatory kwarcowe Generatory RC ze sprzężeniem zwrotnym

Podstawowe parametry: bezwzględna niestałość częstotliwości względna niestałość częstotliwości stałość częstotliwości generatory kwarcowe generatory LC generatory RC

Schemat blokowy wzmacniacza z dodatnią pętlą sprzężenia zwrotnego Warunek amplitudy Warunek fazy

Wzbudzanie się drgań: a) wzbudzanie miękkie, b) wzbudzanie twarde, c) wzbudzanie w układzie z automatyczną polaryzacją obwodu wejściowego wzmacniacza, d) przebiegi czasowe napięć w układzie z automatyczną polaryzacją obwodu wejściowego

Podstawowe generatory LC z elementami o ujemnej rezystancji: a) obwód równoległy odtłumiany przez element o charakterystyce typu N, b) obwód szeregowy odtłumiany przez element o charakterystyce typu S

Linearyzowane schematy zastępcze generatorów z elementami o ujemnej rezystancji z charakterystykami: a) typu N, b) typu S dla układu z elementem typu N dla układu z elementem typu S Graniczny warunek amplitudy (W rzeczywistych warunkach)

Zmiennoprądowe uproszczone schematy ideowe generatorów trójpunktowych LC (z tranzystorami bipolarnymi i JFET lub VDMOS): a) Colpittsa, b) Hartleya, c) Meissnera

a) Colpittsa, b) Hartleya, W konfiguracji OB.: Ueb = - UC1 ; UL = Ucb Zgodnie z rys a), Ueb i Ubc są w fazie Jak widać z powyższego rysunku, napięcia Ueb i Ucb są odwrócone w fazie o 180°, zatem rozważając pracę układu w konfiguracji OE (OS) widzimy, że wzmacniacz OE (OS) wnosi dodatkowe przesunięcie w fazie o 180° i spełniony jest warunek fazowy generacji. Zmiennoprądowe uproszczone schematy ideowe generatorów trójpunktowych LC (z tranzystorami bipolarnymi, JFET i VDMOS): a) Colpittsa, b) Hartleya,

Ogólny schemat generatorów trójpunktowych z tranzystorem JFET Warunek fazy Warunek amplitudowy Ogólny schemat generatorów trójpunktowych w układzie OS z obciążeniem GL

Graniczne warunki powstania drgań: dla generatora Colpittsa dla generatora Harleya

Zasilanie generatorów Hartleya: a) szeregowo, b) równolegle przez dławik w.cz., c) od strony emitera, d) szeregowe w układzie sprzężenia źródłowego (z tranzystorem VMOS)

Zasilanie generatorów Colpittsa: a) równoległe przez dławik w.cz., Powyższy warunek amplitudowy jest nadzwyczaj korzystny dla generatora Colpitsa, ponieważ gm jest duże, więc dla typowych GL , C1 może być dużo większe niż C2. Duża wartość C1 oznacza, że bocznikujący wpływ małej admitancji wejściowej tranzystora bipolarnego nie stanowi przeszkody w realizacji generatora Colpitsa. Występują natomiast trudności w realizacji generatora Hartle’ya Zasilanie generatorów Colpittsa: a) równoległe przez dławik w.cz., b) przez dławik w.cz. i cewkę obwodu rezonansowego, c) od strony emitera

Generator Meissnera: a) z zasilaniem szeregowym, b) z zasilaniem równoległym

n - liczba uzwojeń Generator Meissnera: a) schemat ideowy, b) model liniowy z rozciętą pętlą w obwodzie bazy ( w punkcie A) Dla

Odmiany generatorów LC: a) generator Clappa, b) generator Hutha - Kühna

Generatory kwarcowe Pewną odmianą sprzężeniowych generatorów LC są generatory kwarcowe, wykorzystujące rezonator kwarcowy. Generatory kwarcowe pozwalają na osiągnięcie dużej stałości częstotliwości, nieosiągalnej przy użyciu konwencjonalnych obwodów LC. Zastosowania rezonatora kwarcowego w układach generacyjnych wynikają z charakteru zmian jego impedancji w funkcji częstotliwości. Impedancja rezonatora kwarcowego

Podstawowe układy Butlera: a) z czwórnikiem sprzęgającym Colpittsa, b) z czwórnikiem sprzęgającym Hartleya, c) praktyczna realizacja z czwórnikiem sprzęgającym Colpittsa

z obwodem rezonansowym Generatory: a) Colpittsa-Pierce’a z dwoma pojemnościami, b) Colpittsa-Piercea z obwodem rezonansowym, c) Hartleya-Piercea z indukcyjnością, d) Hartleya-Piercea z obwodem rezonansowym

Czwórnik typu połowa mostka Wiena Częstotliwość quasiresionansowa wyraża się wzorem: Dla częstotliwości f0 współczynnik β ma wartość: A przesunięcie fazowe pomiędzy uwy i uwy jest równe zeru: ψ =0. Dla elementów czwórnika: Charakterystyki |β| = f (f ) oraz ψ = f (f ) Szerokość pasma B = f2 – f1 , tj. pasmo częstotliwości przy których moduł β maleje:

Generator RC z mostkiem Wiena Mostek Wiena Generator RC z mostkiem Wiena

Generator z mostkiem Wiena

Transmitancja napięciowa czwórnika podwójne T : Czwórnik TT Oprócz mostka Wiena często stosowanym układem selektywnym w generatorach RC jest czwórnik podwójne T Przebieg charakterystyk częstotliwościowych czwórników podwójne T wskazuje na ich przydatność w układach generacyjnych jedynie wówczas, gdy n < 0,5 . Stopień niezrównoważenia czwórnika podwójne T zależy od wartości n, przy czym dla n = 0,5 układ jest zrównoważony. Transmitancja napięciowa czwórnika podwójne T :

Charakterystyki transmitancji dla czwórnika TT: a) amplitudowo-fazowa, b) modułu c) fazy

Generator RC z czwórnikiem podwójne T Dlatego czwórnik podwójne T stosuje się najczęściej jako selektywny układ zrównoważony, tzn. przy n = 0,5 ; β0 = 0, włączony w gałąź ujemnego sprzężenia zwrotnego, zaś dodatnie sprzężenie zwrotne potrzebne do spełnienia warunku generacji zapewnia się przez zastosowanie dodatkowej gałęzi rezystancyjnej. Dla częstotliwości generacji: przesunięcie fazowe wynosi 180 °, a tłumienie: Aby spełnione były warunki generacji, wzmacniacz musi odwracać fazę i mieć wzmocnienie większe niż 4:

Generatory RC: a) z mostkiem Wiena, b) z mostkiem podwójne T