Схема LC -генератори з індуктивним зворотним зв'язком наведена на рис. 4.
Рис. 4. LC-генератор
Нехай дільник R 1/ R 2 обраний таким, що початкова робоча точка знаходиться на лінійній ділянці характеристики. Тоді амплітудна характеристика підсилювача U вих ( U вх) і залежність До ( U вх) мають вигляд, показаний на рис. 5.
Рис. 5. Графіки, що пояснюють м'який (а) і жорсткий (б) режими роботи
При включенні живлення в котушці L виникає струм, збудливий в контурі LC вільні коливання. Напруга зворотного зв'язку в розглянутій схемі знімається з котушки. Воно є вхідною напругою і визначається виразом
.
Тут М - коефіцієнт взаємної індукції котушок L і, а - струм в котушці. Величина його
Отже,
Значення для даної схеми постійно. Знак змінюється при взаємній зміні місць підключення висновків котушки, що дозволяє виконати умову балансу фаз. Баланс амплітуд забезпечується нелінійністю амплітудної характеристики підсилювача U вих ( U вх). При (див. Рис. 5, а ) твір вК gt; 1 і амплітуда вільних коливань в системі наростає до тих пір, поки не наступить рівність. Якщо амплітуда вільних коливань збільшиться настільки, що U вх перевищить U вх (a) , то твір вК стає меншим одиниці і амплітуда вільних коливань зменшується.
Таким чином, завдяки нелінійності амплітудної характеристики підсилювального елемента амплітуда коливань автоматично стабілізується на рівні, відповідному
,
а будь обурення призводять до процесів, що відновлює цю рівність.
Характерна особливість розглянутого режиму роботи полягає в тому, що умова самозбудження вК ? 1 виконується для будь-яких скільки завгодно малих початкових значень амплітуди коливань в системі. Це означає, що коливання в ній можуть виникнути від будь-яких флуктуаційних збурень. Такий режим генерації називають м'яким.
Якщо делітель R 1/ R 2 обраний таким, що за відсутності сигналу на вході струм через активний елемент дорівнює нулю, то залежність К ( U ВХ) має вигляд, показаний на рис. 5, б . Крива перетинається з прямою 1/в у двох точках. Тут точка а практично нічим не відрізняється від точки а для м'якого режиму. У точці b режим нестійкий, оскільки зменшення амплітуди U ВХ сприяє подальшому зменшенню амплітуди коливань до нуля, а збільшення - наростання, ведучому до точки а. Генератор в цьому режимі не може збудитися від флуктуаційних збурень. Для її порушення необхідно створити початкове коливання з амплітудою на вході, що перевищує. Такий режим роботи генератора називають жорстким.
Як в м'якому, так і в жорсткому режимі встановлення стаціонарної амплітуди коливань відбувається внаслідок нелінійності амплітудної характеристики активного елементу, а частота коливань дорівнює частоті вільних коливань в коливальному контурі.
. RC-генератори
Застосування LC -генератори для генерування коливань з частотами менше 15 ... 20 кГц утруднено і незручно через громіздкість коливальних контурів (потрібні великі значення індуктивностей ). У зв'язку з цим в діапазоні низьких частот широкого поширення набули RC -генератори, в яких як коливальних ланцюгів використовуються ланцюги, утворені набором резисторів і конденсаторів.
Щоб RC -ланцюга були придатні як коливальних ланцюгів, вони повинні описуватися диференціальним рівнянням другого або більш високого порядку.
У таблиці 1 наведені найбільш поширені RC -ланцюга, використовувані в генераторах, їх коефіцієнти передачі по напрузі, а також вид АЧХ і ФЧХ цих ланцюгів. Як видно, ці ланцюги, за винятком моста Вина, не володіють вибірковістю. При цьому міст Вина має добротність менше одиниці. Перехідна характеристика цих ланцюгів не є коливальної, яка властива коливального контуру.
Однак при включенні таких ланцюгів в ланцюг позитивного зворотного зв'язку підсилювача внаслідок явища регенерації відбуватиметься часткова компенсація активних втрат в них, в результаті чого підсилювач починає проявляти виборчі властивості, а його перехідна характеристика приймає коливальний характер. При повної компенсації втрат підсилювач перетворюється н...
