Генераторы гармонических колебаний

6.1 Общие сведения.

Генераторы гармонических (синусоидальных) колебаний (ГСН) создают незатухающие электрические колебания синусоидального характера. Для этого используется энергия источника чаще всего постоянного тока.

В ГСН с внешним возбуждением входят резонансные цепи, колебания которых, возникшие под действием внешних сигналов, усиливаются и используются.

В ГСН с самовозбуждением (часто их называют автогенераторами) генерирование синусоидальных колебаний происходит без сигналов извне, в результате "самовозбуждения".

ГСН разделяются на низкочастотные (до 100кГц), высокочастотные (от 100кГц до 100МГц) и сверхвысокочастотные (свыше 100МГц).

Любой автогенератор представляет собой усилитель, охваченный ПОС. В показанной схеме, учитывая, что напряжения и коэффициенты усиления имеют комплексный характер, можно написать:

= = , т.е. = , , или = 1. Это выражение является условием незатухающих колебаний генератора. Ему соответствует два уравнения: Кβ = 1 и

φ₁ + φ₂ = 2πn,

где φ₁ и φ₂ фазовый сдвиг, создаваемый усилителем и цепью ОС. Первое уравнение требует от усилителя такого коэффициента усиления, который полностью компенсирует все потери напряжения в цепи ПОС. Второе—требования к сдвигам по фазам: фазы должны быть такими, чтобы входное напряжение не работало "против" выходного.

Различают "мягкий" и "жесткий" режимы самовозбуждения. При мягком режиме достаточно выполнения предыдущих условий. При включении питания генератор начинает самостоятельно работать. При жестком режиме этого недостаточно. Необходимо еще в начальный момент подать на вход усилителя дополнительное напряжение.

Устройство должно генерировать только одну частоту. Поэтому в цепь ОС вставляют устройства, обладающие избирательными свойствами, например, параллельный колебательный LC –контур.