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

+

−

=

+