Генератор синусоидальных сигналов на ОУ

Для получения синусоидальных сигналов с малыми искажениями на низких и средних частотах может быть использован мостовой генератор Вина.

Рисунок 1.17 – Простейшая схема генератора на ОУ с использованием моста Вина

Схема представляет собой усилитель с частотозависимой положительной обратной связью. На частоте генерации сдвиг фазы составляет 180⁰. Отрицательная обратная связь служит для стабилизации амплитуды выходных сигналов генератора. При в устройстве возникают автоколебания, частота которых определяется соотношением .

Для одинаковых значений R и C коэффициент усиления по напряжению выходного сигнала по отношению к сигналу на неинвертирующем входе ОУ должен быть в точности равен +3,0. При меньшем усилении колебания затухают, при большем – амплитуда выходного сигнала будет достигать уровня насыщения. Искажения выходного сигнала будут малыми, пока амплитуда выходных колебаний не выходит за пределы линейного участка характеристики усилителя. Если не применять каких-либо приемов автоматического управления коэффициентом усиления, то выходной сигнал будет возрастать до уровня, при котором коэффициент усиления упадет до 3,0 благодаря насыщению.

В приведенной схеме для автоматического управления коэффициентом усиления используется лампа накаливания в цепи обратной связи. При повышении уровня выходного сигнала нагревается нить лампы, увеличивается сопротивление нити, что приводит к уменьшению коэффициента неинвертирующего усиления и тем самым к стабилизации амплитуды выходного сигнала генератора.

Для стабилизации амплитуды выходного сигнала генератора может быть использован также амплитудный детектор, состоящий из полупроводниковых диодов и RC-цепи.

Рисунок 1.18 – Генератор синусоидальных сигналов с амплитудным детектором

При повышении амплитуды выходных колебаний повышается напряжение на конденсаторе, подключенному к затвору полевого транзистора, что приводит к уменьшению сопротивления транзистора и тем самым стабилизации амплитуды. Большая постоянная времени схемы детектора ( s) замедляет действие отрицательной обратной связи, что исключает возможные искажения, связанные с действием ОС. Быстродействующая ОС приводила бы к регулированию амплитуды в пределах одного периода работы генератора.