Huvudtyperna av elektroniska sinusvågformsgeneratorer är LC-oscillatorer, kristalloscillatorer och RC-oscillatorer.
LC-generatorer använder en oscillerande krets av en kondensator och en induktor kopplade antingen parallellt eller i serie, vars parametrar bestämmer oscillationsfrekvensen. LC-generatorer används främst inom radiofrekvensområdet. Vid låga (ljud) frekvenser är det mer bekvämt att använda RC-generatorer, där en resistiv-kapacitiv krets används för att ställa in oscillationsfrekvensen.
LC-generatorer för sinusformade svängningar.
Huvudtyperna av LC-generatorer är Hartley-generatorn och Colpitz-generatorn.
Hartley generator.
I Hartley-generatorn, eller som denna krets också kallas - induktiv trepunkts den positiva återkopplingen som krävs för uppkomsten av svängningar tas från uttaget på induktorn (L1 - L2) i svängningskretsen.
Colpitz generator.
I Colpitz-generatorn (kapacitiv trepunkts) tas positiv återkoppling bort från mittpunkten av den sammansatta kapacitansen (C1 - C2) i den oscillerande kretsen. Colpitz-generatorn är mer stabil än Hartley-generatorn och används oftare. När hög stabilitet krävs används kristalloscillatorer.
Kvarts är ett material som kan omvandla mekanisk energi till elektrisk energi och vice versa. Om en växelspänning appliceras på en kvartskristall kommer den att börja svänga i takt med sin frekvens. Varje kristall har sin egen resonansfrekvens, beroende på dess storlek och struktur. Ju närmare frekvensen för den applicerade spänningen är resonansfrekvensen, desto högre blir intensiteten av svängningarna. För tillverkning av en kvartsresonator appliceras metallelektroder på en kvartskristallplatta.
Hartley kristalloscillatorkrets med parallell återkoppling.
Kvarts kopplas i serie i återkopplingskretsen. Om frekvensen för den oscillerande kretsen avviker från frekvensen för kvartsen, ökar impedansen hos kvartsen, vilket minskar mängden återkoppling till oscillerande krets. Den oscillerande kretsen återgår till kvartsfrekvensen.
Pierce generator.
En mycket populär krets eftersom den inte använder induktorer.
Den övre gränsen för kvartsresonans är 25 MHz. Om en stabil oscillator med högre frekvens behövs används Butler-kretsen. Den oscillerande kretsen är avstämd till frekvensen av kvarts eller till frekvensen för en av dess udda övertoner (tredje eller femte).
Användning av material på denna sida är tillåten om det finns en länk till webbplatsen
De mest utbredda är två typer av fasförskjutningskretsar: den så kallade stegen (Figur 3, a, b) och Wien-bron (Figur 3, c).
Ris. 3. Tre-länk RC kedjor (a, b) och Wien bryggdiagram (c)
Stegkedjor representerar en seriekoppling på vanligtvis tre RC länkar, var och en med samma element ( R 1 \u003d R 2 \u003d R 3 \u003d R och C 1 \u003d C 2 \u003d C 3 \u003d C ) ger en 60° fasförskjutning av signalen. Som ett resultat kommer utspänningen att förskjutas i förhållande till inspänningen med 180°. Beroende på vilket av elementen i kedjan som är det sista, namnges de antingen Med -parallell (Figur 3, a), eller R -parallell (Figur 3,b). För att excitera svängningar måste förstärkaren även ha en fasförskjutning på 180°, d.v.s. det måste vara inverterande. Stegkretsen måste anslutas till förstärkarens inverterande ingång.
Oscillatorfrekvensen bestäms av tidskonstanten RC kedjor. Frekvensen för de genererade sinusformade oscillationerna för dessa kretsar tillhandahålls R 1 \u003d R 2 \u003d R 3 \u003d R och C 1 \u003d C 2 \u003d C 3 \u003d C beräknas med följande formler:
För schema Med -parallell
för schema R -parallell
För att säkerställa balansen mellan amplituderna måste förstärkarens förstärkning vara lika med dämpningen som introduceras av fasförskjutningskretsen genom vilken spänningen från utgången kommer in i förstärkarens ingång, eller överskrida den. Beräkningar visar att för ovanstående kretsar är dämpningen 210. Därför kan kretsar som använder trelänkade fasskiftande kedjor med samma länkar generera sinusformade svängningar med en frekvens endast om förstärkarens förstärkning överstiger 210. Wiens brygga (kedja) (Figur 3,c) består av två RC länkar. Den första länken består av en seriell anslutning R och Med och har motstånd
Den andra länken består av en parallellkoppling av densamma R och Med och har motstånd
Överföringskoefficienten för den positiva återkopplingslänken bestäms av uttrycket
varifrån efter byte Z1 och Z2 , hitta
Om villkoret är uppfyllt
då kommer fasförskjutningen att vara lika med noll, och .
I det här fallet kan generatorns frekvens bestämmas med formeln
Således skapar Wien-bryggan vid "kvasi-resonans"-frekvensen ingen fasförskjutning och har en dämpning lika med 1/3. Därför måste en Wien-brygga inkluderas i den positiva återkopplingskretsen för en förstärkare vars öppen kretsförstärkning är OS måste vara minst 3. Användningen av enstegsförstärkarkretsar i detta fall är omöjlig. I common-emitter- eller common-source-steg är fasförskjutningen mellan ingångs- och utsignalerna 180° , vilket utesluter deras användning, eftersom i detta fall bryts fasbalansvillkoret. Common-collector- eller common-source-kretsar, även om de inte omkastar signalens faser, har en spänningsförstärkning mindre än 1, vilket gör att amplitudbalansvillkoret inte kan uppfyllas. Förstärkningssteg med en gemensam bas eller en gemensam grind har en mycket låg ingångsimpedans, som, när återkoppling införs, shuntar dess utgång, vilket minskar dess överföringskoefficient. Därför visar sig uppfyllandet av balansvillkoret vara mycket svårt. Därför, när man bygger en generator baserad på diskreta element, används en tvåstegsförstärkare.
Oscillatorn byggs enklast på Wienbryggan när man använder en operationsförstärkare. Den har en kedja bild, bildad av Wien-bryggan, kan anslutas till en direkt, icke-inverterande ingång, och den önskade förstärkningen kan ställas in av en resistiv delare i kretsen OOS ansluten till den inverterande ingången (Figur 4).
Ris. 4. Generatorbaserad OU
Förhållandet mellan motstånd i kretsen OOS, för att säkerställa uppfyllandet av amplitudbalansvillkoret, måste motsvara förhållandet sedan förstärkningen för signalen som appliceras på den icke-inverterande ingången är en större än förhållandet mellan de specificerade motstånden.
Institutionen för intern- och personalpolitik i Belgorod-regionen
regional stat självständig
professionell utbildningsinstitution
"Belgorod Polytechnic College"
MDK 01.02 Teknik för installation och justering av elektronisk utrustning för den elektroniska delen av CNC-maskiner
Ämne: "RC-generatorkretsar med ett "L"-format filter och en "L"-formad brygga, syftet med kretselementen. Funktionsprincipen, enheten och syftet med avtryckaren som fungerar i nyckel- och räknelägen. »
Avslutad:
Studentgrupp №24ASU
Shekhovskoy Dmitry
Kontrollerade:
Rotaru T.A.
Belgorod, 2018
INTRODUKTION 3
RC-generatorer.. 4
Triggers.. 9
RS flip-flop. elva
D-flipflops.. 13
JK avtryckare. fjorton
T-trigger. femton
Säkerhetsfrågor: 16
Lista över internetkällor: 18
INTRODUKTION
RC-generatorer används för att erhålla harmoniska svängningar av låga och infralåga frekvenser (upp till bråkdelar av en hertz). I sådana generatorer är det möjligt att få en frekvens på upp till 10 MHz. Det bör noteras att vid så låga frekvenser skulle LC-oscillatorer vara skrymmande och kvalitetsfaktorn skulle understiga de nödvändiga kraven. Samtidigt har RC-oscillatorer i lågfrekvensområdet mindre dimensioner, vikt och kostnad än LC-oscillatorer.
De aktiva elementen är:
- bipolära transistorer,
- fälteffekttransistorer,
- OA i integrerad design.
RC-generatorer inkluderar ett förstärkningselement (förstärkare) och en återkopplingslänk (OS).
RC generatorer
Följande typer av OS-länkar urskiljs:
- L-formade länkar av OS (Fig. 1),
− Wienbron (Fig. 2),
− dubbel T-formad bro (Fig. 3) .
I figurerna 1.1, 1.2, 1.3 indikerar symbolen "U 1" ingångsspänningen, symbolen "U 2" - utspänningen.
Fig.1.1. L-formade OS-länkar
Fig.1.2. Vinbro Fig.1.3. Dubbel T-brygga
RC-generatorer med L-formad RC-länk OS
 |
Fig.1.4. Schematiskt diagram av en RC-generator med ett L-format RC-länk OS
Som ni vet, i en enstegsförstärkare utan OS, är U IN och U OUT fasförskjutna i förhållande till varandra med 180º. Om U OUT på denna förstärkare appliceras på dess ingång, får du 100% OOS.
För att bibehålla fasbalansen (för införandet av PIC) U OUT, innan den appliceras på förstärkarens ingång, är det nödvändigt att skifta fasen med 180º. En sådan förskjutning kan uppnås med hjälp av tre identiska RC-länkar (fig. 4), som var och en ändrar fasen med 60º.
Enligt beräkningar sker fasbalansen vid en frekvens och amplitudbalansen sker vid en förstärkning på K≥29.
L-formade RC-kretsar kan göras med mer än 3 länkar (vanligtvis 4) - detta kan öka genereringsfrekvensen.
Dessutom kan genereringsfrekvensen ökas genom att byta plats för motstånd och kondensatorer. För att ändra genereringsfrekvensen är det nödvändigt att samtidigt ändra alla motstånd R eller alla kapacitanser C.
RC-oscillatorer med L-formade kretsar arbetar vanligtvis med en fast frekvens eller i ett smalt frekvensområde.
En länk i det L-formade RC-filtret gör det möjligt att utföra en fasförskjutning av utspänningen i förhållande till inspänningen i begränsningsfallet upp till p / 2, och när man bygger harmoniska svängningsgeneratorer, som regel, tre seriekopplade L-formade filter används.
Detta ger möjlighet till en fasförskjutning av signalen i återkopplingskretsen lika med p (med p/3 i varje filterlänk). Och för att säkerställa fasbalans används signalförstärkare, i vilka utsignalen är motfas till ingången, d.v.s. - inverterande förstärkare. I detta fall tillhandahålls fasförskjutningen med p i förstärkaren och av p i återkopplingskanalen, vilket gör det möjligt att erhålla en total fasförskjutning av signalen lika med 2p och tillhandahålla den erforderliga fasbalansen.
I det här fallet, för att bygga generatorn, kan du använda alla signalförstärkarkretsar som ger den erforderliga förstärkningen K för att utföra amplitudbalansen.
Wiens brygga (Fig. 1.5) är kopplad mellan utgången på op-ampen och dess icke-inverterande ingång, vilket uppnår POS. I en sådan oscillator ska förstärkaren ha K≈3, men i förstärkaren K>>3. Detta kan leda till stora snedvridningar. För att undvika detta introduceras OOS, vilket avsevärt ökar oscillatorns stabilitet.
Fig.1.5. Schematiskt diagram av en RC-oscillator med en Wien-brygga på en op-amp
Motstånd R 3 , R 4 , R 5 ansluter utgången till op-förstärkarens icke-inverterande ingång. Motstånden R4 och R5 bestämmer den erforderliga förstärkningen, och termistorn R3 stabiliserar amplituden och reducerar utspänningsdistorsion.
På kretsschemat för en RC-oscillator med en asymmetrisk dubbel T-formad brygga (Fig. 1.6) är utspänningen märkt "U"; emitter termisk stabiliseringskedja - "RC"; spänningsdelare - "Rg 1", "Rg 2".
Ris. 1.6. Schematiskt diagram av en RC-oscillator
med asymmetrisk dubbel T-brygga
I denna oscillatorkrets K≈11. I en sådan oscillator ingår en dubbel T-formad brygga som en OOS-krets. Fasskiftet mellan U IN och U OUT ställs in när villkoret är uppfyllt
; ; .
Svängningsfrekvensen bestäms av uttrycket.
utlösare
Trigger (från engelska "trigger") är en digital enhet som endast kan ha två (0 eller 1) stabila tillstånd. I det här fallet utförs övergången från ett tillstånd till ett annat så snabbt som möjligt; i praktiken är det vanligt att försumma tiden för övergående processer. Triggers är huvudelementet för att bygga olika lagringsenheter. De kan användas för att lagra information, men deras minne är extremt litet - en flip-flop kan lagra bitar, individuella koder eller signaler.
Beroende på hur informationen skrivs till utlösaren är de indelade i:
asynkron - information registreras kontinuerligt och beror på informationssignalerna som matas till utlösarens ingång
synkron - information registreras endast om det finns en extra signal - synkronisering, faktiskt - öppnar avtryckaren
I digitala kretsar används följande beteckningar för triggeringångar:
S - separat ingång som ställer in triggern till ett enda tillstånd (på Q (direktutgång) ett)
R - separat ingång som sätter triggern på noll (på Q (direktutgång) noll)
C - synkroniseringsingång
D - informationsinmatning (information tillhandahålls till denna ingång för att ytterligare mata in den i triggern)
T - räknare ingång
Baserat på deras funktionella syfte klassificeras triggers:
RS flipflops
D-flipflops
T-triggers
JK avtryckare
RS flip-flop
RS flip-flop
Den enklaste typen av triggers, på grundval av vilka andra typer senare skapas. Den kan byggas på logiska element 2OR-NOT (direkta ingångar) eller 2AND-NOT (omvända ingångar)
Ris. 2.1. RS flip-flop, konstruktionsschema och beteckning. A - på elementen OR-NOT. B - på elementen AND-NOT
På egen hand, på grund av den mycket låga brusimmuniteten, används RS flip-flops praktiskt taget inte i digital teknik. Ett undantag är elimineringen av påverkan av kontaktprat som uppstår vid byte av mekaniska omkopplare. I det här fallet behöver du en vippomkopplare (knapp) som har tre utgångar, medan en av utgångarna är kopplad växelvis till de andra två. För att erhålla en RS-vippa används en D-vippa, där ingångarna D och C stängs till noll.
Funktionsprincipen visas i tidsdiagrammet:
Fig.2.2. System för att eliminera påverkan av kontaktprat
Den första negativa signalen som tas emot vid -R-ingången sätter triggern i "0"-tillståndet, och den första negativa signalen vid -S-ingången återställer triggern till tillståndet ett. Alla andra signaler som orsakas av kontaktstuds kommer inte längre att kunna påverka triggern på något sätt. Med detta kopplingsschema kommer dess övre position att motsvara ett vid triggerutgången, och dess nedre position kommer att motsvara noll.
RS-triggern är asynkron, men det finns fall då det finns ett behov av att fixa (spara) den registrerade informationen. För detta används en synkron (synkroniserad) RS-vippa, som i detta fall består av två delar: en konventionell RS-vippa och en styrkrets.
Fig.2.3. Synkroniserad RS flip-flop
Med ett sådant schema, medan vid ingången C = 0, spelar värdet på pulserna som kommer till X1 och X2 ingen roll, RS-vippan är i "lagrings"-moden. När C=1 aktiveras utlösaren och går in i skrivläge.
D flipflops
Fördröjningsutlösaren, som används för att skapa skift- och hållregister, är en integrerad del av alla mikroprocessorer.
Ris. 3.1. D flip-flop krets
Den har två ingångar - information och synkronisering. I tillståndet C=0 är vippan stabil och utsignalen beror inte på de signaler som tas emot vid informationsingången. Med C = 1 vid den direkta utgången kommer informationen exakt att upprepa informationen som matas till ingång D. Tidsdiagrammet visar funktionsprincipen för D-vippan
Fig.3.2. D-trigger. a) schematisk representation b) tidsdiagram för driften
JK flip-flop
Enligt funktionsprincipen motsvarar JK-vippan nästan helt RS-vippan, men samtidigt var det möjligt att undvika den osäkerhet som orsakades av att två "enheter" mottogs samtidigt vid ingången.
Ris. 4.1. Grafisk bild av en JK flip-flop
Fig.4.2. JK flip-flop vid ingången med logik 3I
I detta fall växlar JK-vippan till räknevippan. I praktiken leder detta till att när "enkla" signaler tas emot samtidigt vid ingången, ändrar utlösaren sitt tillstånd - till det motsatta. Följande är en sanningstabell för en JK flip-flop:
JK-triggers är mycket mångsidiga enheter, och deras mångsidighet är dubbel. Å ena sidan används dessa flipflops framgångsrikt för digitala enheter, så att säga, i sin rena form: i digitala räknare, register, frekvensdelare, etc. Å andra sidan är det väldigt lätt att få någon nödvändig typ av trigger från en JK flip-flop genom att koppla ihop vissa stift. Nedan är ett exempel på att erhålla en D - flip-flop från den ursprungliga JK - flip-flop med en extra inverter
T-trigger
Ett annat namn är att räkna utlösare, på basis av vilka binära räknare och frekvensdelare skapas. Denna typ av trigger har bara en ingång. Principen för dess funktion - när en impuls kommer in i utlösarens ingång ändras dess tillstånd till det motsatta, när en andra impuls anländer återgår den till sitt ursprungliga tillstånd.
Ris. 5.1. Frekvensdelar tidsdiagram baserat på T-flip-flop
Av den blir det tydligt varför T-vippan kallas en frekvensdelare. Triggeromkopplaren sker i det ögonblick då framkanten av synkpulsen anländer till ingången. Som ett resultat visar sig frekvensen med vilken pulserna följer vid utgången av triggern vara 2 gånger mindre än den ursprungliga frekvensen för klockpulserna som kommer in i ingången. Om installationen av en räkneutlösare tillåter att pulsfrekvensen delas med två, kommer två respektive seriekopplade triggers att minska denna frekvens med 4 gånger.
Nedan är ett exempel på att få en T-flip-flop från en JK-flip-flop:
Ris. 5.2. T flip-flop baserad på JK flip-flop
Testfrågor:
Vad används RC-generatorer till?
RC-generatorer används för att erhålla harmoniska svängningar av låga och infralåga frekvenser (upp till bråkdelar av en hertz)
Vi övervägde en av varianterna av generatorer som använder en oscillerande krets. Sådana generatorer används huvudsakligen endast vid höga frekvenser, men användningen av en LC-generator kan vara svår att generera vid lägre frekvenser. Varför? Låt oss komma ihåg formeln: KC-generatorns frekvens beräknas med formeln
Det vill säga: för att minska genereringsfrekvensen är det nödvändigt att öka kapacitansen för huvudkondensatorn och induktansen för induktansen, och detta kommer naturligtvis att medföra en ökning av storleken.
Därför, för att generera relativt låga frekvenser, RC generatorer
funktionsprincipen som vi kommer att överväga.
Diagram över den enklaste RC-generatorn(det kallas också en trefas faskrets), visas i figuren:
Diagrammet visar att detta bara är en förstärkare. Dessutom täcks den av positiv återkoppling (POS): dess ingång är ansluten till utgången och därför är den ständigt i självexcitering. Och frekvensen för RC-generatorn styrs av den så kallade fasförskjutningskedjan, som består av elementen C1R1, C2R2, C3R3.
Med hjälp av en kedja av ett motstånd och en kondensator kan en fasförskjutning på högst 90º erhållas. I verkligheten är växlingen nära 60º. För att erhålla en fasförskjutning på 180º måste därför tre kedjor ställas in. Från utgången från den sista RC-kretsen matas signalen till transistorns bas.
Driften startar i samma ögonblick som strömförsörjningen slås på. Kollektorströmpulsen som uppstår i detta fall innehåller ett brett och kontinuerligt frekvensspektrum, i vilket den erforderliga genereringsfrekvensen nödvändigtvis kommer att vara. I detta fall kommer svängningarna i frekvensen som fasförskjutningskretsen är avstämd att bli odämpade. Svängningsfrekvensen bestäms av formeln:
I detta fall måste följande villkor vara uppfyllt:
R1=R2=R3=R
C1=C2=C3=C
Sådana generatorer kan endast arbeta vid en fast frekvens.
Förutom att använda en fasförskjutningskrets finns det ett annat, vanligare alternativ. Generatorn är också byggd på en transistorförstärkare, men istället för en fasförskjutande kedja används den så kallade Vin-Robinson-bryggan (Vins efternamn stavas med ett "H" !!). Så här ser det ut:
Den vänstra sidan av kretsen är ett passivt bandpass RC-filter, vid punkt A tas utspänningen bort.
Den högra sidan är som en frekvensoberoende delare.
Det är allmänt accepterat att R1=R2=R, C1=C2=C. Då kommer resonansfrekvensen att bestämmas av följande uttryck:
I detta fall är förstärkningsmodulen maximal och lika med 1/3, och fasförskjutningen är noll. Om delningsförstärkningen är lika med bandpassfiltrets förstärkning, kommer vid resonansfrekvensen spänningen mellan punkterna A och B att vara noll, och PFC vid resonansfrekvensen hoppar från -90º till +90º. I allmänhet måste följande villkor vara uppfyllt:
R3=2R4
Men det finns bara ett problem: allt detta kan endast övervägas för idealiska förhållanden. I verkligheten är allt inte så enkelt: den minsta avvikelsen från villkoret R3 = 2R4 kommer antingen att leda till ett sammanbrott i genereringen eller till mättnad av förstärkaren. För att göra det tydligare, låt oss ansluta en Wien-brygga till op-förstärkaren:
I allmänhet kan detta schema inte användas på detta sätt, eftersom det i alla fall kommer att finnas en spridning i parametrarna för bron. Därför, istället för motståndet R4, introduceras någon form av icke-linjär eller kontrollerad resistans.
Till exempel ett icke-linjärt motstånd: kontrollerat motstånd med hjälp av transistorer. Eller så kan du också byta ut motståndet R4 med en mikrokraftsglödlampa, vars dynamiska motstånd ökar med ökande strömamplitud. Filamentet har en tillräckligt stor termisk tröghet, och vid frekvenser på flera hundra hertz påverkar det praktiskt taget inte kretsens funktion inom en period.
Wien-brooscillatorer har en bra egenskap: om R1 och R2 ersätts med variabler (men bara fördubblas) kommer det att vara möjligt att reglera genereringsfrekvensen inom vissa gränser.
Det är möjligt att dela upp kapacitanserna C1 och C2 i sektioner, då kommer det att vara möjligt att växla intervallen och smidigt justera frekvensen i intervallen med ett dubbelt variabelt motstånd R1R2.
En nästan praktisk krets av en RC-oscillator med en Wien-brygga i figuren nedan:
Här: med omkopplare SA1 kan du byta omfång, och med ett dubbelmotstånd R1 kan du justera frekvensen. Förstärkare DA2 används för att matcha generatorn med belastningen.
RC-generatorer tillhör klassen av självsvängande system
typ av avslappning. Huvudelementen i en sådan generator är
förstärkare och aperiodiska länkar, sammansatta av motstånd och
kondensatorer. Att inte ha en oscillerande krets i sin sammansättning, till exempel
generatorer gör det dock möjligt att erhålla svängningar nära formen
harmonisk. Men med en stark regenerering av systemet, när
väsentligen icke-linjära områden av förstärkarens karaktäristik, vågform,
på grund av frånvaron av en oscillerande krets är den starkt förvrängd. Så
generatorn ska fungera med ett litet överskridande av tröskeln
självupphetsning.
De främsta fördelarna med generatorer av RC-typ är enkelhet och
små dimensioner. Dessa fördelar är särskilt uttalade när
genererar låga frekvenser. För att generera frekvenser i storleksordningen 100 Hz in
LC-generatorer (Thomson-generatorer) skulle kräva mycket stora
värden på induktanser och kapacitanser
I föregående kapitel övervägdes LC-oscillatorer. De används vid höga frekvenser. Om det är nödvändigt att generera låga frekvenser blir det svårt att använda LC-generatorer. Varför? Allt är väldigt enkelt. Eftersom formeln för att bestämma frekvensen för att generera svängningar ser ut så här:
det är lätt att se att för att minska frekvensen är det nödvändigt att öka kretsens kapacitans och induktans. Och en ökning av kapacitans och induktans medför direkt en ökning av övergripande dimensioner. Konturens dimensioner blir med andra ord gigantiska. Och med frekvensstabilisering blir det ännu värre.
Därför kom de med RC-oscillatorer, som vi kommer att överväga här.
Den enklaste RC-generatorn är den så kallade trefasfasningskretsen, som också kallas en krets med reaktiva element av samma tecken. Det visas i fig. ett.
Ris. 1 - RC-oscillator med en fasskiftande kedja
Det kan ses av diagrammet att detta bara är en förstärkare, mellan utgången och ingången på vilken en krets är ansluten som vänder fasen på signalen med 180º. Denna krets kallas en fasskiftare. Fasförskjutningskedjan består av elementen C1R1, C2R2, C3R3. Med hjälp av en kedja av en fräs och en konder kan en fasförskjutning på högst 90º erhållas. I verkligheten är växlingen nära 60º. För att erhålla en fasförskjutning på 180º måste därför tre kedjor ställas in. Från utgången från den sista RC-kretsen matas signalen till transistorns bas.
Driften startar i samma ögonblick som strömförsörjningen slås på. Kollektorströmpulsen som uppstår i detta fall innehåller ett brett och kontinuerligt frekvensspektrum, i vilket den erforderliga genereringsfrekvensen nödvändigtvis kommer att vara. I detta fall kommer svängningarna i frekvensen som fasförskjutningskretsen är avstämd att bli odämpade. För oscillationer av andra frekvenser kommer inte självexciteringsvillkoren att uppfyllas och följaktligen förfaller de snabbt. Svängningsfrekvensen bestäms av formeln:
I detta fall måste följande villkor vara uppfyllt:
R1=R2=R3=R
C1=C2=C3=C
Sådana generatorer kan endast arbeta vid en fast frekvens.
Förutom den övervägda generatorn som använder en fasförskjutningskrets, finns det ett annat intressant, förresten, det vanligaste alternativet. Låt oss titta på fig. 2.
Ris. 2 - Passivt bandpass RC-filter med en frekvensoberoende delare
Så, just denna struktur är den så kallade Wien-Robinson-bron, även om namnet helt enkelt är Wiens bro oftast. Några mer läskunniga skriver Wiens bro med två "n".
Den vänstra sidan av denna design är ett passivt bandpass RC-filter, vid punkt A tas utspänningen bort. Den högra sidan är inget annat än en frekvensoberoende divisor. Det är allmänt accepterat att R1=R2=R, C1=C2=C. Då kommer resonansfrekvensen att bestämmas av följande uttryck:
I detta fall är förstärkningsmodulen maximal och lika med 1/3, och fasförskjutningen är noll. Om delningsförstärkningen är lika med bandpassfiltrets förstärkning, kommer vid resonansfrekvensen spänningen mellan punkterna A och B att vara noll, och PFC vid resonansfrekvensen hoppar från -90º till +90º. I allmänhet måste följande villkor vara uppfyllt:
Naturligtvis anses allt, som vanligt, i idealiska eller nära idealiska fall. Nåväl, verkligheten är som alltid att situationen är lite värre. Eftersom varje reellt element i Wien-bryggan har en viss spridning av parametrar, kommer även en liten bristande iakttagande av villkoret R3=2R4 antingen leda till en ökning av amplituden av svängningarna upp till mättnad av förstärkaren, eller till dämpning av svängningarna eller deras fullständiga omöjlighet.
För att göra det helt klart kommer vi att infoga en förstärkningsscen i Wienbron. För enkelhetens skull kopplar vi in en operationsförstärkare (op-amp).
Ris. 3 - Den enklaste generatorn med en Wien-brygga
I allmänhet kan detta schema inte användas på detta sätt, eftersom det i alla fall kommer att finnas en spridning i parametrarna för bron. Därför, istället för R4-skäraren, introduceras någon form av icke-linjär eller kontrollerad resistans. Till exempel, en icke-linjär skärare, kontrollerat motstånd med hjälp av transistorer, både fälteffekt och bipolär, och annat skit. Mycket ofta ersätts R4-motståndet i bron med en mikrokraftsglödlampa, vars dynamiska motstånd ökar med ökande strömamplitud. Filamentet har en tillräckligt stor termisk tröghet, och vid frekvenser på flera hundra hertz påverkar det praktiskt taget inte kretsens funktion inom en period.
Wien-brooscillatorer har en bra egenskap: om skärarna R1 och R2 ersätts med variabel, men bara fördubblas, kan genereringsfrekvensen justeras inom vissa gränser. Det är möjligt att dela upp C1- och C2-ledningarna i sektioner, då kommer det att vara möjligt att byta intervall och smidigt justera frekvensen i intervallen med ett dubbelt variabelt motstånd. För de i tanken visas en nästan praktisk Wien-brygggenerator i figur 4.
Ris. 4 - RC-oscillator med Wien-brygga
Så, Wien-bron är bildad av kondrarna C1-C8, en dubbelskärare R1 och skärarna R2R3. Omkopplaren SA1 väljer området, fräsen R1 - mjuk justering i det valda området. Op-amp DA2 är en spänningsföljare för att matcha belastningen.
