1. Аналитический обзор

Неотъемлемой частью почти любого электронного устройства является генератор. Кроме генераторов испытательных сигналов, выполняемых в виде отдельных изделий, источник регулярных колебаний необходим в любом периодически действующем измерительном приборе, в устройствах, инициирующих измерения или технологические процессы, и вообще в любом приборе, работа которого связана с периодическими состояниями или периодическими колебаниями. Так, например, генераторы колебаний специальной формы используются в цифровых измерительных приборах, осциллографах, радиоприемниках, телевизорах, часах, ЭВМ и множестве других устройств.

1.1. Генераторы синусоидальных колебаний

Генераторы синусоидальных колебаний широко используются в разнообразных электронных устройствах в качестве источников сигналов самых различных частот.

Синусоидальные колебания, в общем случае, возникают в системах с критической положительной обратной связью и этот эффект используется при построении генераторов на базе усилителей, охваченных цепью частотно-зависимой положительной обратной связи. Другой путь построения генераторов синусоидальных колебаний основан на использовании приборов с отрицательным сопротивлением для компенсации потерь, возникающих в обычном колебательном контуре. На практике в качестве таких приборов применяются главным образом туннельные диоды.

Обычно схемы с операционными усилителями используются для генерирования колебаний сравнительно низких частот (до 10 МГц), а схемы с туннельными диодами, наоборот, высоких (до 100 ГГц). Важной особенностью генераторов на туннельных диодах, кроме того, является простота схемы, малые габариты и высокая экономичность.

Рассмотрим принцип построения генераторов с использованием операционного усилителя. На рис. 1.1 показана блок-схема генератора.

Рис. 1.1 – Блок – схема генератора

Коэффициент усиления усилителя К_U, тогда коэффициент усиления системы с положительной ОС (обратной связью) где β – передача ОС.

Т. о., если петлевая передача () будет стремиться к единице, то знаменатель будет стремиться к нулю, а - к бесконечности. Т. е. для существования реакции не требуется воздействия. Основное условие генерации примет вид: