Генератори синусоїдальних сигналів. Умови самозбудження автогенератора (баланс фаз та баланс амплітуд)

Генератор – це пристрій, що перетворює енергію джерела постійного струму на незатухаючі коливання необхідної форми, частоти і потужності.

За принципом роботи розрізняють три типи генераторів:

• генератори LС типу;

• генератори RС типу;

• генератори на базі елементів з негативним опором (на базі тунельних діодів).

За принципом виникнення коливань розрізняють генератори із самозбудженням (автогенератори) і генератори із зовнішнім збудженням, які по суті є підсилювачі потужності.

По формі вихідних коливань розрізняють:

• генератори гармонійних (синусоїдних) коливань;

• генератори несинусоїдних коливань (прямокутної, пилкоподібної та інші);

За діапазоном генерованих частот генератори поділяються так:

Генератор (рис.1) – це замкнута в кільце система. Кільцева схема виконується так, що в ній діє додатний зворотний зв’язок (ДЗЗ).

Основними елементами автогенератора є:

активний елемент – підсилювач із коефіцієнтом підсилення К;

частотно-вибірний чотириполюсник із коефіцієнтом передачі β.

Рисунок 1. Структурна схема автогенератора

Коефіцієнт підсилення підсилювача із позитивним зворотним зв’язком: 

Де – відповідно комплексний коефіцієнт передачі підсилювача і ланки зворотного зв’язку.

Якщо  , тоді .

Отже, – умова збудження генераторів, або .

Так як – величини комплексні, то їх можна виразити наступним чином:

Тоді можемо записати так:

Із комплексного виразу випливає, що необхідно забезпечити дві умови збудження генераторів:

– умова балансу фаз, де n=0,1,2,3...

– умова балансу амплітуд.