Generacja sygnałów
i generatory
Graniczne warunki generacji sygnału
Generatory sygnałów sinusoidalnych
Generatory relaksacyjne
Generacja sygnałów
i generatory
Graniczne warunki generacji sygnału
Generatory sygnałów sinusoidalnych
Generatory relaksacyjne
2
Drgania obwodu LC
R
L
C
i(t)=I
.
1(t)
u(t)
3
0
1
1
2
2
=
+
+
u
LC
dt
du
RC
dt
u
d
2
0
1
ω
=
LC
0
ω
=
Q
RC
0
2
0
0
2
2
=
⋅
ω
+
ω
+
u
dt
du
Q
dt
u
d
0
0
2
1
2
1
ω
±
ω
−
≈
→
>>
j
Q
r
Q
Dla
/
( )
(
)
t
j
t
j
t
Q
Be
Ae
e
t
u
0
0
0
2
ω
−
ω
ω
−
+
=
4
( )
( )
t
sin
t
U
t
sin
e
E
t
u
t
Q
0
0
2
0
2
ω
=
ω
⋅
=
ω
−
( )
0
0
2
2
2
2
2
T
Q
t
RC
t
t
Q
Ee
Ee
Ee
t
U
⋅
⋅
π
−
−
ω
−
=
=
=
( )
(
)
t
j
t
j
t
Q
Be
Ae
e
t
u
0
0
0
2
ω
−
ω
ω
−
+
=
( )
(
)
(
)
j
2
e
e
Ee
2
e
e
jEe
t
u
t
j
t
j
t
Q
2
t
j
t
j
t
Q
2
0
0
0
0
0
0
ω
−
ω
ω
−
ω
−
ω
ω
−
−
=
−
−
=
5
u(t)
t
T
0
2RC=Q
.
T
0
6
Wniosek
:
Odtłumienie obwodu rezonansowego
........................... generację sygnału
sinusoidalnego o częstotliwości
równej częstotliwości .........................
obwodu!
7
Graniczne warunki generacji w układach
ze sprzężeniem zwrotnym
K(j
ω)
B(j
ω)
∑
U
i
(j
ω)
U
o
(j
ω)
U
1
(j
ω)
U
oB
(j
ω)
8
Warunek .....................:
( ) ( )
[
]
1
0
0
=
ω
⋅
ω
j
K
j
B
Re
Warunek ..................:
( ) ( )
[
]
0
0
0
=
ω
⋅
ω
j
K
j
B
Im
( ) ( )
[
]
1
0
0
>
ω
⋅
ω
j
K
j
B
Re
( ) ( )
[
]
0
0
0
=
ω
⋅
ω
j
K
j
B
Im
W momencie włączenia napięcia zasilania w
generatorze powstają drgania, mające postać
oscylacyjnego przebiegu odtłumionego. Następnie
drgania te narastają do momentu, w którym (ze
względu na nieliniowość elementu aktywnego) dalsze
rekompensowanie narastających strat energii w
elementach pasywnych obwodu selektywnego i
obciążeniu kosztem energii zasilania staje się
niemożliwe.
Nieliniowość układu generacyjnego jest więc
czynnikiem, powodującym ......................... amplitudy
...................................... .......................
Przyjmuje się, że generator wytwarza sygnał
............................, gdy współczynnik zawartości
harmonicznych nie przekracza zadanej wartości,
np. 0,1%, 1%, 2%,...
Nieliniowość układu przy niewystarczającej
selektywności jest powodem zniekształceń
wytwarzanego sygnału.
11
Przykłady generatorów sygnału
sinusoidalnego
Generator Hartleya
Generator Colpittsa
12
Generator Meissnera
13
Generator kwarcowy Meachama
R
F
R
Wy
ω
s
14
Generator z mostkiem Wiena
R
2
R
1
Wy
nC
C
R
mR
15
Generatory relaksacyjne
W generatorach relaksacyjnych wykorzystuje
się cykliczne ładowanie i rozładowanie
kondensatora (lub induktora), przy czym
przełączenie od fazy ładowania do fazy
rozładowania i odwrotnie zachodzi na skutek
odpowiedniego poziomu napięcia na
kondensatorze (lub prądu w induktorze).
16
Klasyczny generator relaksacyjny
R
2
R
1
Wy
C
R
u
C
u
wy
i(+U
zaś
)
u
wy
t
U
zaś
-U
zaś
i
t
u
C
i(-U
zaś
)
17
Generator przestrajany napięciem
(VCO)
-
∫
Δ/
~
X
(U
0
+ u
st
)<0
u
3
=Usin
ω
g
t
t
u
3
t
u
1
u
1
u
2
t
u
2
18
( )
( )
(
)
∫
+
−
=
x
t
0
st
0
1
m
2
x
2
dt
u
U
u
RC
k
0
u
t
u
R
F
R
1
u
1
u
i
zaś
zaś
1
U
,
U
u
−
+
∈
C
R
u
2
X
(U
0
+u
st
)<0
u
1
u
i
(V
+
)
1
(V
+
)
2
U
zaś
-U
zaś
( )
F
1
1
zaś
1
R
R
R
U
V
+
−
=
+
( )
F
1
1
zaś
2
R
R
R
U
V
+
+
=
+
19
t
k
m
u
1
·(U
0
+u
st
)
t
u
2
t
k
m
u
1
·(U
0
+u
st
)
t
u
2
( )
F
1
1
zaś
2
R
R
R
U
V
+
+
=
+
( )
F
1
1
zaś
1
R
R
R
U
V
+
−
=
+