Автогенератор с фазосдвигающей RС-цепью

Такой автогенератор содержит инвертирующий усилитель и трехзвенную RС -цепь положительной ОС (рис. 32, а).

Из курса теории цепей известно, что данная трехзвенная RС -цепь (ее на­зывают R -параллель) имеет типовые частотную β (f) и фазовую φ_β (f) характери­стики, показанные на рис. 32, б. Анализ графиков частотной и фазовой ха­рактеристик показывают, что на квазирезонансной (напомним, якобы резо­нансной) циклической частоте генерации f _к трехзвенная RС -цепь положи­тельной ОС имеет вещественное значение коэффициента передачи β = 1/29 и вносит фазовый сдвиг φ_β = π. Поэтому для обеспечения в автогенераторе ба­ланса амплитуд (30) необходимо выбирать коэффициент усиления усилителя | K | — R ₂/ R ₁ ≥ 29, а баланс фаз (31) обеспечивается автоматически путем ин­вертирующего включения ОУ.

Можно показать, что квазирезонансная частота генерации для схемы с идеальным ОУ (см. рис. 32, a) определяется формулой

. (54)

Как следует из этой формулы, частота генерации зависит только от пара­метров цепи ОС R и С (т.е. внешних элементов усилителя).

а) б)

Рис. 32. Автогенератор с трехзвенной RC- цепью:

а – схема; б – частотная и фазовая характеристика

Если в схеме рассмотренного RС -генератора (см. рис. 32, а) поменять места­ми резисторы и конденсаторы в трехзвенной цепи, то квазирезонансная частота будет определяться соотношением:

(55)

При этом необходимо обеспечить коэффициент усиления собственно усили­теля К ≥ 18,4, поскольку коэффициент передачи такой цепи β ≈ 0,055.

Недостатки RС -генератора на инвертирующем усилителе и трехзвенной RС -цепью — довольно большое количество элементов в петле положительной ОС и, как следствие, трудность перестройки частоты генерации в широком диапа­зоне. Поэтому чаще применяют автогенераторы с неинвертирующим включени­ем операционного усилителя и мостом Вина в цепи положительной ОС.