Квадратурный RC-генератор Советский патент 1991 года по МПК H03B5/26 

алГ СрП

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве низкочастотного генератора электрических колебаний.

Цель изобретения - повышение стабильности частоты выходных колебаний и расширение диапазона рабочих частот в сторону верхних частот.

На чертеже приведена структурная электрическая схема квадратурного RC-re- нератора.

Квадратурный КС-генератор содержит первый-четвертый операционные усилители 1-4, цепь 5 отрицательной обратной связи, цепь 6 положительной обратной связи, первый 7 и второй 8 конденсаторы, первый- шестой резисторы 9-14. Первый операционный усилитель 1, первый резистор 9 и первый конденсатор 7 образуют первый интегратор 15. Второй операционный усилитель 2, второй резистор 10 и второй конденсатор 8 образуют второй интегратор 16. Третий операционный усилитель 3, третий 11 и четвертый 12 резисторы образуют сумматор 17, в цепь отрицательной обратной связи которого включен повторитель 18 напряжения, выполненный на четвертом операционном усилителе 4, пятом 13 и шестом 14 резисторах.

Квадратурный RC-генератор работает следующим образом.

Квадратурный RC-генератор представляет собой многопетлевую структуру с четырьмя параллельными контурами общих обратных связей, в том числе и через цепь 5 и цепь 6, и одним контуром местной обратной связи - через повторитель 18 напряжения.

На частоте генерации фазовый сдвиг в петле, образованной первым 15 и вторым 16 интеграторами, а также сумматором 17, достигает значения 360°, чем обеспечивается выполнение условия баланса фаз. Если на этой частоте выполняется также условие баланса амплитуд, что соответствует повышению суммарного эффекта положительных обратных связей над суммарным эффектом отрицательных обратных связей, то в квадратурном генераторе возникают незатухающие гармонические колебания. При этом вторая, третья и более высокие гармоники частоты генерации будут подавляться, так как для них условия генерации выполняться не будут.

Включение в петлю обратной связи третьего операционного усилителя 3 повторителя 18 напряжения, а также введение дополнительной обратной связи с инвертирующего входа первого операционного усилителя 1 на неинвертирующий вход

третьего операционного усилителя 3 позволяет обеспечить компенсацию фазового сдвига, обусловленную конечной верхней граничной частотой первого 1, второго 2 и третьего 3 операционных усилителей.

При этом частота генерации определяется из соотношения

0

5

5

0

5

0

5

1

0

5

0

Tfig С Rio Се где С. Се- емкости соответственно первого 7 и второго 8 конденсаторов;

Rg-Ri2 - сопротивления первого-четвер- того резисторов 9-12.

В случае выполнения равенства Rg С RioCe и использования операционных усилителей с одинаковыми частотными свойствами условие линейной компенсации нестабильности частоты выполняется при R n R12 в широком диапазоне частот.

В квадратурном RC-генераторе полная компенсация нестабильности частоты, может быть обеспечена для любого значения частоты генерация путем соответствующего выбора коэффициента деления резистивно- го делителя напряжения, который следует включить между инвертирующим входом первого операционного усилителя 1 и неинвертирующим входом третьего операционного усилителя 3.

Формула изобретения Квадратурный RC-генератор, содержащий первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, первый конденсатор, который включен между выходом и инвертирующим входом первого операционного усилителя, второй конденсатор, который включен между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, первый резистор, который включен между выходом третьего операционного усилителя и инвертирующим входом первого операционного усилителя, второй резистор, который включен между выходом первого операционного усилителя и инвертирующим входом второго операционного усилителя, третий резистор, который включен между выходом второго операционного усилителя и инвертирующим входом третьего операционного усилителя, четвертый резистор, первый вывод которого подключен к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, пятый резистор, который включен между выходом и инвертирующим входом четвертого операционного усилителя, шестой резистор, первый вывод которого подключен к инвертирующему входу четвертого операционного усилителя, цепь положительной

5 16583696

обратной связи, которая включена междуверхних частот, выход цепи отрицательной

выходом первого операционного усилителяобратной связи подключен к инвертируюи инвертирующим входом третьего опера-щему входу четвертого операционного усиционного усилителя, цепь отрицательнойлителя, выход третьего операционного

обратной связи, вход которой подключен к5 усилителя подключен к неинвертирующему

выходу первого операционного усилителя,входу четвертого операционного усилителя и

при этом неинвертриующие входы первоговторому выводу шестого резистора, инвертии второго операционных усилителей под-рующий вход первого операционного усилитеключены к общей шине, отличающий-ля подключен к неинвертирующему входу

с я тем, что, с целью повышения стабильно-10 третьего операционного усилителя, выход четсти частоты выходных колебаний и расши-вертого операционного усилителя подключен к

рения диапазона рабочих частот в сторонувторому выводу четвертого резистора.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве низкочастотного генератора электрических колебаний. Цель изобретения - повышение стабильности частоты выходных колебаний и расширение диапазона рабочих частот в сторону верхних частот. Квадратурный RC- генератор содержит операционные усилители (У) 1-4, цепи 5, 6 отрицательной и положительной обратной связи, конденсаторы 7 и 8, резисторы 9-14. При этом У 1, конденсатор 7 и резистор 9 образуют интегратор (И) 15; У 2, конденсатор 8 и резистор 10 образуют И 16, У 3, резисторы 11 и 12 образуют сумматор 17, в цепь отрицательной обратной связи которого включен повторитель 18 напряжения, выполненный на У 4 и резисторах 13, 14. На частоте генерации фазовый сдвиг в петле, образованной И 15, 16, а также сумматором 17, достигает 360°, чем- обеспечивается условие баланса фаз. Включение в петлю обратной связи У 3 повторителя 18, а также введение дополнительной обратной связи с инвертирующего входа У 1 на неинвертирующий вход У 3 позволяет обеспечить компенсацию паразитного фазового сдвига, обусловленного конечной частотой У1-3, что повышает стабильность частоты выходных колебаний и расширяет диапазон рабочих частот в сторону верхних частот. 1 ил. Ё