Почему этот контур колеблется?


10

Схема ниже представляет собой генератор. Когда я имитирую его с помощью ltspice, он действительно генерирует сигнал (хотя, похоже, это не очень чистая синусоида).

Чего я не понимаю, так это того, почему оно колеблется.

Вся базовая литература, которую я до сих пор читал об осцилляторах (Колпитс, Клэпп, Хартли и т. Д.), По-видимому, указывает на то, что в цепях осцилляторов должны быть как конденсаторы, так и индукторы в «резервуарной» части схемы.

Кроме того, если вы посмотрите на теорию, кажется, что вам нужны как колпачки, так и катушки, чтобы сделать резервуар с надлежащей резонансной частотой (формула 1 / Sqrt [LC]), но «резервуар» этой цепи сделан только от резисторов и конденсаторов.

Когда я вычисляю импедансы для емкости этого контура, используя формулы H-топологии, кажется, что он настроен на один большой конденсатор (за исключением, конечно, короткого замыкания на землю в середине),

Если бы кто-нибудь мог объяснить, почему эта схема колеблется и как, я был бы очень признателен (интуитивные / практические и теоретические объяснения очень приветствуются).

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab


«за исключением, конечно, короткого замыкания на землю в середине этого» - я думаю, что земля там очень важна.
Джон Дворжак

Мост Вены является примером генератора только для RC
клабаккио

Возможный дубликат electronics.stackexchange.com/q/85229/29994
johnfound

Ответы:


14

Это генератор фазового сдвига.

Обычно обратная связь от коллектора к базе действует «отрицательно», и это очень важно для некоторых усилителей. Это связано с тем, что сигнал коллектора является инверсией базового сигнала (также известного как 180º против фазы). Все, что возвращается, делает это без колебаний. Этот тип обратной связи также используется в операционных усилителях для управления усилением.

В рассматриваемой цепи имеется ряд компонентов, которые принимают сигнал коллектора и сдвигают его по фазе настолько, что на определенной частоте он появляется в фазе с базовым сигналом и усиливает его. Это заставляет это колебаться.

На более техническом уровне обратная связь, сформированная вокруг R2, R3, R4, C1, C2 и C3, действует как «мягкий» режекторный фильтр. Следует сказать, что цель «хорошего» режекторного фильтра - полностью удалить одну частоту (например, 50 Гц или 60 Гц, когда проблема с сетевым переменным током). Частота, которая не засечена, будет сдвинута по фазе на 180º, и если она не будет полностью засечена (как в хорошем режекторном фильтре), то что останется, будет возвращаться и усиливать исходный базовый сигнал, вызывая его колебание.

Неважно, что сигнал может быть ослаблен на 20 дБ, сигнала все равно будет достаточно для усиления и создания синусоиды.


Фактически, затухание в 20 дБ на fo (частота колебаний) является желаемой характеристикой, чтобы не перегружать слишком большую положительную обратную связь. В любом типе генератора обратной связи положительная обратная связь должна тщательно контролироваться: ее слишком много, и основное активное устройство будет насыщаться, слишком мало, и цепь вообще не будет колебаться (из-за потерь в контуре).
jose.angel.jimenez

@ jose.angel.jimenez Очень верно, но отсутствие надлежащего контроля амплитуды делает эту схему ненадежной как чисто синусоидальный генератор.
Энди ака

3
Полезный поисковый термин для этой топологии: «сдвоенный Т» фильтр или генератор. Его можно превратить (в контуре обратной связи) в очень хороший режекторный фильтр или селективный полосовой фильтр, а также в несколько очень хороших генераторов (с подходящим контролем уровня)
Брайан Драммонд,

2
@BrianDrummond: Спасибо за это, очень полезное, привело меня к Twin T oscillator и Zobel Networks, которые многое объясняют о схеме выше.
blondiepassesby

+1 Очень хороший ответ. Очень доступно для тех, кто не знаком с концепцией
Густаво Литовский
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.