GENERACJA DRGAŃ ELEKTRYCZNYCH

Generacja napięć sinusoidalnychWymagania:• Częstotliwość: stała lub przestrajana• Amplituda – najlepiej regulowana• Stałość amplitudy• Stałość częstotliwości

– LC, RC ~ 10-2 - 10-3

– Kwarcowe ~ 10-5 - 10-8

• Zawartość harmonicznych (zniekształcenia nieliniowe)

• Moc dysponowana (zwykle mała – oscylatory)

1

223

22

21 ...

UUUUU

h n

UUUUU

h n22

322

21 ...

Generacja napięć sinusoidalnych

Układy generujące sinusoidę:

1. Dwójnikowe: „ujemna rezystancja” – z diodą tunelową, Gana - µfale, b.w.cz.

2. Czwórnikowe: dodatnie selektywne sprzężenie zwrotne

– z obwodem rezonansowym LC - w.cz.– z obwodem rezonansowym RC - średnie i m.cz.– z rezonatorem elektromechanicznym (kwarcowe)- średnie i

w.cz.

Generatory czwórnikowe

TOR WZMACNIENIA

Auo

TORSPRZĘŻENIAZWROTMEGO

β

UoUi Uo= Ui Auo + Uo β Auo

Uo - Uo β Auo = Ui Auo

Uo(1- β Auo) = Ui Auo

uo

uouf

i

o

AβAA

UU

1

Warunki wzbudzenia: β Auo= 1

Re(β Auo) = 1 → warunek amplitudy

Im(β Auo) = 0 → warunek fazy

βAuo= 1 lub βAuo= - 1

φ = 0o φ = 180o

Generatory czwórnikowe

to - włączenie zasilania

Stabilizacja amplitudy drgań sinusoidalnychW generatorach oprócz dodatniego sprzężenia zwrotnego występuje sprzężenie ujemne (nieliniowe)

1. βAuo> 1

2. βAuo= 1

_

+

+Ucc

- UccUo

R1

R2

Generator kwarcowy

Co

Co

C L r

f

x

fs fr

Rezonator kwarcowy

→

fs – rezonans szeregowy fr – rezonans równoległy

LCf s

21

CCCCL

f

o

or

2

1

Generator kwarcowy

_

+

+Ucc

- UccUo

R1

R2

Rr

1uff A

fufA

1

RrR

RR

1

21

rRR

f

0

Generatory kwarcowe:

•Bardo duża stabilność częstotliwości (najlepsze)

•Niezależność częstotliwości od temperatury (rodzaj cięcia)

•Stosunkowo wysokie częstotliwości pracy (rezonansu)

•Jedna, praktycznie nie przestrajalna częstotliwość Rr

RR

1

2

Generatory RC

Cr

Rr

R1

U1 U2

Rs

R2

Cs

ssrro CRCR

f

2

1

031

1

2 UU

RCfo 2

1

Mostek Wiena

Rr = Rs = R i Cr = Cs = C

22

1 RR

Generatory RC

C

C

R

R

U1

U2

031

1

2 UU

RCfo 2

1

Czwórnik Wiena-Robinsona

f

U2/U1

0,1

0,2

0,3

fo

φ

fo

π/2

-π/2

Generator z mostkiem Wiena

_

+

+Ucc

- Ucc

R2

R1

Uo

R

R C

C

1uff A 0

211

1

2

1

2 RR

RRA

fuf

31

f

RCfo 2

1

Generator z mostkiem Wiena i ARW

ZALETY:

•Eliminacja elementów L (duże i drogie)

•Stosunkowo szeroki zakres pracy

- od subakustycznych (10-2 – 10-3) Hz

do w.cz. (10 MHz)

•Względna łatwość przestrajania f

Generatory RC są „ szczególnie chętnie” scalane i wykonywane w postaci gotowych „chipów” do których dołącza się zewnętrzne elementy RC

_

+

+Ucc

- Ucc

R2

R1

Uo

R C

R C

RF CF

100

P

R’

rDS

Generatory czwórnikoweINNE CZWÓRNIKI SELEKTYWNE

Generatory czwórnikoweINNE CZWÓRNIKI SELEKTYWNE

Generatory czwórnikoweGENERATOR Z PRZESUWNIKIEM FAZY (łańcuchowy CR)

_

+

+Ucc

- Ucc

C

R

CC

R

RF

Uo

1uff A o180

291

fufA

291

f

RCfo 62

1

Generator relaksacyjny

_

+

+Ucc

- Ucc

R2

Uo

C

Rs

R1

R

Uc

D1

D2

1

221ln3

1

RRRC

fo

Generator funkcyjny

PRASTOKĄT TRÓJKĄT SINUS