Generatory RC
Spis treści:
1. Co to sÄ… generatory RC.
2. Ogólne warunki generacji drgań.
3. Rodzaje generatorów RC (parametry i schematy).
4. Wyprowadzenia zależności matematycznych.
5. Zastosowania generatorów RC.
1. Co to sÄ… generatory (RC)
Generator to układ wytwarzający przebiegi elektryczne niegasnące, najczęściej okresowe. w zależności od kształtu
przebiegów wyjściowych są spotykane generatory przebiegów sinusoidalnych i niesinusoidalnych. Generator jest układem
samowzbudnym, czyli parametry wytwarzania drgań zależą wyłącznie od budowy i właściwości układu generatora.
Każdy generator ma obwód elektryczny decydujący o częstotliwości wytwarzanych drgań. w generatorach RC,
częstotliwość drgań wyznacza filtr RC.
Generator RC składa się ze wzmacniacza oraz obwodu RC (oporniki i kondensatory), tworzącego gałąz
sprzężenia
zwrotnego tak dobraną by tylko dla jednej częstotliwości był spełniony warunek fazy powstawania drgań. Warunek amplitudy
jest spełniony przez odpowiedni dobór wzmocnienia wzmacniacza.
2. Ogólne warunki generacji drgań
Można wyodrębnić dwa warunki pracy generatora w postaci rzeczywistej:
#"ku ² #"=1
" amplitudy:
f
Õ1Õ2=2Ä„n
" fazy:
gdzie:
Õ1
- przesunięcie fazy sygnału dokonywanej przez wzmacniacz
Õ2
- przesunięcie fazy sygnału dokonywanej przez mostek RC.
Spełnienie powyższych warunków zapewnia ciągłą pracę generatora.
3. Rodzaje generatorów RC (parametry i schematy)
Generator z przesuwnikiem RC
Układ przesuwników fazowych górnoprzepustowych.
Generator oparty na blokach RC (układ przesuwników
fazowych dolnoprzepustowych).
Najprostszym rodzajem generatora jest układ, w którym dodatnie sprzężenie zwrotne tworzy drabinka filtrów
górnoprzepustowych (blok RC) lub dolnoprzepustowych (blok CR). Pojedynczy blok wnosi przesunięcie fazy zawsze mniejsze od
90°, dlatego potrzebne sÄ… przynajmniej trzy poÅ‚Ä…czone kaskadowo ogniwa dla uzyskania 180° (ogniw może być wiÄ™cej, ale i tak
muszÄ… wnosić przesuniÄ™cie równe 180°). Wzmacniacz powinien w takim przypadku pracować w ukÅ‚adzie odwracajÄ…cym fazÄ™.
Tabelka przedstawia częstotliwość drgań oraz wymagana wzmocnienie wzmacniacza dla dwóch układów sprzężenia
zwrotnego:
Typ sprzężenia 3 człony CR 3 człony RC
1
6
ćą
f
Częstotliwość drgań
0
2 Ćą RC 6 2 Ćą RC
ćą
Minimalne wzmocnienie
K Ä…29 K Ä…29
u u
K
wzmacniacza
u
Układy tego typu posiadają mała dobroć, charakteryzują się dużymi zniekształceniami przebiegu i mała stabilnością
częstotliwości. Są również trudne do strojenia.
Generator z mostkiem Wiena
Mostek Wiena
________________________________________________
Generator z mostkiem Wiena
Półmostek Wiena
Generatory z mostkiem Wiena należą do generatorów częstotliwości akustycznych i ponadakustycznych, tzn. generują
drgania sinusoidalnie zmienne w zakresie od kilku Hz do ok. 1 MHz. Nazwa tych generatorów pochodzi od rodzaju sprzężenia
zwrotnego, w którym zastosowano mostek Wiena.
Generatory te mają dobrą stałość częstotliwości i małe zniekształcenia nieliniowe. Mostek ma dwie gałęzie zawierając
elementy RC oraz dwie gałęzie zawierające rezystory. Czwórnik selektywny stanowi półmostek Wiena, czyli elementy R1, C1,
R2, C2. Jest on włączony między wejście nieodwracające wzmacniacza i wyjście, tworząc obwód dodatniego sprzężenia
zwrotnego. Rezystory R3, R4 tworzą obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego.
U
1
wy
;
f = =1
0
2Ćą RC U 3
we
Charakterystyki amplitudowa i fazowa generatora RC z mostkiem Wiena.
Generator z przesuwnikiem podwójne T
Układ podwójne T (TT)
Generator z układem podwójne T (TT)
Innym stosowanym oprócz mostka Wiena układem selektywnym jest czwórnik podwójne T. Czwórnik ten jest
1
zrównoważony dla C1= 0.5C oraz R1 = 2R. Dla czÄ™stotliwoÅ›ci generacji f = przesuniÄ™cie fazy wynosi 180°
0
2 Ćą RC
U
1
wy
a tłumienie = . By spełnione zostały warunki generacji wzmacniacz musi odwracać fazę i mieć wzmocnienie
U 4
we
kuÄ…4
. Przebiegi tego generatora charakteryzują się małymi zniekształceniami oraz sporą stabilnością częstotliwości.
4. Wyprowadzenie zależności matematycznych (wtf?)
5. Zastosowania generatorów RC.
Układy RC posiadają szerokie możliwości przestrajania częstotliwości. Mogą generować sygnał w zakresie od
ułamkowych części herca do setek kiloherców. Dodatkowo umożliwiają przestrajanie częstotliwości w stosunku 1:10. z tego
powodu chętnie są stosowane jako generatory serwisowe i laboratoryjne.