Układy elektroniczne i technika pomiarowa/Moduł 6

wersja beta

---

Moduł 6 - Generatory sygnałów sinusoidalnych i niesinusoidalnych

---

---

Generatory to grupa urządzeń elektronicznych, których zadaniem jest wytwarzanie przebiegów elektrycznych o określonym kształcie kosztem energii dostarczanej ze źródła zasilania którym najczęściej jest źródło napięcia stałego. Wyróżnia się dwie podstawowe grupy generatorów samowzbudnych: generatory przebiegów sinusoidalnych i generatory przebiegów niesinusoidalnych: liniowych, trójkątnych, prostokątnych, impulsowych (szpilkowych). Czasami generatory samowzbudne wymagają synchronizmu działania z innymi urządzeniami, z którymi współpracują wtedy są sterowane zewnętrznym sygnałem synchronizującym i nazywają się generatorami synchronizowanymi (np. generatory odchylania ramki i linii w rządzeniach telewizyjnych). Oprócz generatorów samowzbudnych buduje się także generatory funkcyjne, które wytwarzają przebiegi o określonych kształtach przez przekształcenie innych przebiegów np. z przebiegu prostokątnego formuje się przebieg piłokształtny. W zależności od przeznaczenia wyróżnia się generatory sygnałowe i generatory mocy. Generatory mogą mieć stałą lub przestrajaną w określonym zakresie częstotliwość wyjściową. Mogą generować przebiegi o częstotliwości bardzo niskiej rzędu $10^3$ Hz i bardzo wysokiej rzędu GHz.

---

Generatory przebiegów sinusoidalnych służą do wytwarzania drgań harmonicznych o stabilnej częstotliwości i amplitudzie. Do podstawowych parametrów opisujących właściwości tych układów zalicza się: częstotliwość i amplitudę przebiegu, stałość częstotliwości, stałość amplitudy oraz współczynnik zawartości harmonicznych mówiący o odkształceniu przebiegu rzeczywistego od idealnego przebiegu sinusoidalnego. W generatorach mocy dodatkowo uwzględnia się moc wyjściową i sprawność energetyczną. Wyróżnia się dwa podstawowe typy generatorów: dwójniki, z elementem o ujemnej rezystancji dynamicznej odtłumiającym obwody rezonansowe, często stosowane w telekomunikacji (np. układy z diodami tunelowymi) pracujące w zakresie bardzo dużych częstotliwości, oraz czwórniki, ze wzmacniaczami objętymi dodatnim sprzężeniem zwrotnym pracujące we wszystkich pozostałych zakresach częstotliwości. W zależności od zastosowanych w pętli sprzężenia zwrotnego elementów wyróżnia się generatory: LC, RC i kwarcowe.

---

---

---

Po załączeniu źródła zasilania w układzie generatora amplituda drgania będzie narastać, jeżeli charakterystyki przejściowe wzmacniacza i pętli sprzężenia zwrotnego, dla sygnału, dla którego jest spełniony warunek fazy, będą się przecinały (linia 1). Ponieważ charakterystyka u2=f(us) wzmacniacza jest z natury nieliniowa, a charakterystyka uS=f(u2) pętli sprzężenia zwrotnego, ze względu na zastosowanie liniowych elementów, jest liniowa to uzyskanie stabilnej amplitudy drgań jest możliwe w punkcie Q przecięcia się tych charakterystyk. Gdy sprzężenie jest zbyt słabe (linia 3), lub kiedy wzmacniacz ma zbyt małe wzmocnienie (linia 2) nie uzyskamy stabilnego punktu pracy generatora i drgania zanikną.

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---