1. Podstawy teoretyczne.
Generatory RC są układami elektronicznymi wytwarzającymi sygnały sinusoidalne zamieniając energię źródła zasilającego w energię zmiennego sygnału wyjściowego. Generatory RC pracują w układzie wzmacniacza z pętlą dodatniego sprzężenia zwrotnego tworząc przebiegi o bardzo małych zniekształceniach, jednakże o małej mocy wyjściowej. Inną cechą takich układów jest szeroki zakres przestrajania częstotliwości. Mogą generować sygnały od ułamków herca do setek kiloherców. Ogólny schemat przedstawia rysunek.
Przebiegi poszczególnych napięć przedstawione są z kolei na wykresie.
Generatory posiadają ponadto dwa warunki generacji:
- warunek amplitudy
- warunek fazy
2. Schemat układu pomiarowego.
Jako układ pomiarowy służył nam oscyloskop 0-25MHz DT-516A, źródło zasilania oraz generator RC sygnałów sinusoidalnych o schemacie ideowym zamieszczonym poniżej.
3. Obliczenia i wnioski.
Na początek dokonujemy obliczeń teoretycznej częstotliwości według wzoru
,
gdzie przyjmujemy
oraz
, co po podstawieniu do wzoru daje wynik
. Następnie podczas pomiarów odczytujemy wartość okresu sygnału wynoszącą
. Częstotliwość pomiarowa jako odwrotność okresu równa jest wtedy
.
Różnice pomiędzy wynikiem teoretycznym i doświadczalnym mogą wynikać z niedoskonałości części składowych układu oraz niedostatecznej dokładności odczytu wartości podczas pomiarów.
Kolejnym krokiem było sprawdzenie, czy układ spełnia warunki generacji. Podczas naszego doświadczenia otrzymaliśmy
. Wiedząc, że dla tego typu generatorów współczynnik sprzężenia zwrotnego
podstawiamy do wzoru następująco
. Zakres wyniku jest w normie. Korekta 5% zapewnia stałość drgań. Następnie sprawdzamy spełnienie drugiego z warunków. Znając przesunięcia fazowe wzmacniacza
i pętli sprzężenia zwrotnego
, wyprowadzamy
. Oba powyższe dowody pozwalają stwierdzić, że układ spełnia warunki generacji.
5
,
30
u
K