Osciltory Zdroje stdavho sinusovho napt s frekvenc je

Oscilátory Zdroje střídavého sinusového napětí s frekvencí je danou použitými prvky

Rozdělení oscilátorů 1) Podle řídícího obvodu určujícího kmitočet oscilací: a) oscilátory LC – paralelní rezonanční obvod – vf technika b) oscilátory RC – obvod z RC členů (filtrů) – laditelné nf c) oscilátory řízené krystalem – piezoelektrický generátor - zdroj hodinových pulzů pro číslicové obvody 2) Podle frekvence: a) nízkofrekvenční minimální rozsah 20 Hz až 20 k. Hz typicky od 1 Hz po několik MHz Užití: – měření vlastností el. obvodů b) vysokofrekvenční Užití: – přenosová (vysílací) technika, – časování (taktování) číslicových obvodů

Princip oscilátoru Oscilátor = zesilovač s kladnou zpětnou vazbou s řídícím (zpětnovazebním) obvodem Vstup zesilovače je řídícím obvodem propojený se svým výstupem Řídící obvod – LC nebo RC obvod, který udává frekvenci oscilací Zesílení zesilovače se zpětnou vazbou: Při frekvenci f 0 je . AU=1, vlivem kladné zpětné vazby roste zesílení A’U nad všechny meze a obvod se rozkmitá. K rozkmitání oscilátoru dochází automaticky po připojení ke zdroji.

Podmínky oscilace Amplitudová podmínka: . AU=1 Přenos zpětnovazební smyčky se rovná jedné. Při . AU > 1 amplituda narůstá, . AU < 1 amplituda klesá. Oscilátor se rozkmitá impulsem připojení k napájení. Fázová podmínka: A + =k. 2 A – fázový posun zesilovače – fázový posun zpětnovazebního obvodu k – celé číslo (0, 1, 2 …. ) Součet obou fázových posunů se musí rovnat nule nebo celým násobkům 2 !

LC oscilátory Základem je paralelní rezonanční obvod + tranzistor • při rezonanci je na paralelním rez. obvodu největší napětí • tranzistor je v zapojení SE zesiluje napětí i proud • řídící napětí se přivádí mezi bázi a emitor • rezonanční obvod nahrazuje RC převádí zesílení proudu na změnu napětí Typy LC oscilátoru: • s transformátorem – přenáší změny napětí z rezonančního obvodu (připojený mezi C a zdroj napětí) na bázi a realizuje posun o 180° • 3 bodové – rezonanční obvod je tvořen: a) dvojicí sériově spojených kondenzátorů a 1 cívky b) 1 kondenzátorem a cívkou s vyvedeným středem − dvoje stejných prvků (L nebo C) způsobuje fázový posun 180° − napětí na B se odebírá z 1 z dvojice stejných prvků

LC oscilátor Řídící paralelní rezonanční obvod (C+L) je připojen na výstup zesilovače U 0 U 2 Vstup (U 1) je induktivně vázán (M) s rezonančním obvodem (U 0 ) RB 1 a RB 2 – dělič napětí pro nastavení pracovního bodu v třídě A CB, CE– uzemnění střídavého signálu CF – zabraňuje šíření generovaného signálu do zdroje UCC Tranzistor je v zapojení SE U 1 je proti U 2 posunuté o 180°. Fázová podmínka je splněna záměnou konců vinutí transformátoru posun o dalších 180°.

LC oscilátory v tříbodovém zapojení ve vazebním obvodu nepoužívají vzájemnou indukčnost Hartleyův oscilátor Colpittsův oscilátor Jedna z větví rezonančního obvodu tvoří dělič napětí připojený k tranzistoru ve 3 bodech. Konce děliče (Báze a Kolektor) jsou vzhledem k nulovému napětí (Emitoru) posunuté o +90° a - 90°. Celkový fázový posun na děliči (L 1 a L 2 nebo C 1 a C 2) je 180°. Tranzistor je v zapojení SE mezi B a C je fázový posun 180°.

RC oscilátory Zpětnovazební obvod zesilovače tvoří různé kombinace R a C – hodnota odporu a kapacity určuje kmitočet oscilací Jako zesilovač se používá: • operační zesilovač zpětnovazební obvod tvoří pásmová propust bez fázového posunu • tranzistor v zapojení SE – posouvá fázi o 180° zpětnovazební obvod tvoří 3 x horní nebo dolní propust s fázovým posunem 180° celkem 360° • dvojstupňový zesilovač v zapojení SE – bez fázového posunu zpětnovazební obvod tvoří pásmová propust bez fázového posunu RC oscilátory se používají pro nižší kmitočty Změna rozsahu se realizuje přepínáním pevných kondenzátorů Ladění (plynulá změna f) se realizuje proměnným odporem

RC oscilátor s kaskádním řazením 3 derivačních článků (horních propustí) Tranzistor je v zapojení SE fázový posun 180° Na oscilačním kmitočtu f 0 - posouvá každý článek napětí o 60° - posun zpětné vazby je 180° - celkový posun je 360° Zesílení tranzistoru AU = 29 Oscilátor s kaskádním řazení DP (HP) generuje velmi čistý sinusový průběh napětí bez signálů jiných kmitočtů

RC oscilátor s Wienovým článkem Wienův článek - pásmová propust - při f 0 má nulový fázový posun Přelaďování se provádí současnou změnou odporu na tandemových (dvojitých) potenciometrech Změna rozsahu se provádí přepínáním kondenzátorů Nelineární odpor žárovky stabilizuje amplitudu kmitů Používá se v laditelných generátorech – pro měřící účely Při nízkých kmitočtech obsahuje generovaný průběh větší podíl vyšších harmonických

Krystalové oscilátory Krystal - piezoelektrický rezonátor = výbrus krystalu křemene uložený mezi dvěma elektrodami Při rovnosti frekvence budícího napětí a mechanické dosáhne amplituda kmitů rezonátoru maxima Nárůst a pokles amplitudy se projevuje jako změna elektrické impedance Při nižších kmitočtech (f. S) se krystal chová jako sériový rezonanční obvod, při vyšších (f. P) jako paralelní rezonanční obvod Stabilita kmitočtu dosahuje až 10 -9 (1 s za 3 roky)

Krystalem řízené oscilátory - Piercův oscilátor Tranzistor je v zapojení SE Krystal je zapojený mezi B a C Při rezonanci je na krystalu maximální napětí, k tomuto stavu dochází při zavření tranzistoru, kdy je výstupní napětí maximální RB – natavení pracovního bodu CV – výstupní vazební kondenzátor CF – zabraňuje šíření generovaného signálu do zdroje UCC RE – stabilizace amplitudy kmitání