Генератор гармонических колебаний на двух транзисторах

На Рисунке 1 показана разновидность генератора синусоидальных колебаний, в котором используются всего два транзистора и один переменный резистор для установки частоты.

Для простого перестраиваемого генератора синусоидальных колебаний требуется всего несколько компонентов.
Рисунок 1. Для простого перестраиваемого генератора синусоидальных колебаний требуется всего
несколько компонентов.

Секция, содержащая транзистор Q1, представляет собой полосовой фильтр с многократной обратной связью (multiple feedback bandpass filter, MFBF). Обычное исполнение такого фильтра показано на Рисунке 2.

Силовые полупроводниковые компоненты SUNCO для индустриальных источников питания

Стандартная реализация MFBF.
Рисунок 2. Стандартная реализация MFBF.

Формулы для этих фильтров можно найти практически в любом учебнике (где C = C1 = C2):

Обратите внимание, что центральная частота, среди прочего, определяется сопротивлением резистора R3. Коэффициент усиления фильтра задается отношением R2/R1 таким образом, что

Обычно этот фильтр реализуется с помощью операционного усилителя, но также может быть сделан на основе инвертирующего транзисторного усилителя. Однако из-за ограниченного усиления без обратной связи последнего коэффициента усиления на высоких частотах будет недостаточно.

Секция с транзистором Q2 представляет собой инвертирующий усилитель, коэффициент усиления которого без нагрузки равен R8/R7. Диоды D1 и D2 вместе с резистором R8 образуют ограничитель, обеспечивающий постоянный уровень сигнала, подаваемого на MFBF.

На центральной частоте фильтра сдвиг фазы составляет 180°. Вместе со сдвигом фазы на 180°, создаваемым каскадом на транзисторе Q2, общий фазовый сдвиг на этой частоте получается равным 360°. Благодаря значительному коэффициенту усиления транзистора Q2 усиление петли обратной связи превышает единицу. Таким образом, критерии устойчивости Баркхаузена выполнены.

Относительное мягкое ограничение диодами D1 и D2 вместе с фильтром на транзисторе Q1 уменьшают количество гармоник в выходном сигнале. Центральную частоту определяют пассивные компоненты, окружающие Q1.

При указанных номиналах компонентов частоту можно устанавливать в диапазоне от 498 Гц до 1230 Гц, изменяя сопротивление R3 от 1 кОм до 6 кОм. При этом пиковое значение выходной амплитуды изменяется от 1.28 В до 0.68 В. Искажения синусоиды составляют примерно 1% (Рисунок 3).

Осциллограмма показывает выходной сигнал генератора на частоте около 1 кГц.
Рисунок 3. Осциллограмма показывает выходной сигнал генератора
на частоте около 1 кГц.

Изменение напряжения питания от 9 В до 12 В приводит к изменению частоты всего на 2 Гц и изменению амплитуды выходной синусоиды от 0.80 В до 0.86 В.

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 722
сейчас смотрят 28
представлено поставщиков 1591
загружено
позиций
25 067 862