В эту тему я буду потихоньку выкладывать теорию, мысли и свои поделки. Пока рыба.
1) Общие соображения.Выбор структуры колебательного звена. Компенсация Q enhancement. Выбор ОУ.
В самом общем виде генератор можно представить как частотно-избирательную цепь и усилитель, охваченные ПОС. До замыкания ПОС необходимо выполнить условия генерации, т.е. произведение коэффициентов передачи
усилителя и частотно-избирательной цепи по модулю д.б. равен 1, а сдвиг фаз - 0 или кратен 360 на частоте генерации. Для поддержания Ку=1 используется петля АРУ.
Поскольку элемент петли АРУ, управляющий усилением, является нелинейным, необходимо уменьшать коэффициент включения этого элемента и амплитуду напряжения на нём.
Из практических соображений я рассматривал только реализации на активных RC-цепях второго порядка.
Можно сформулировать следующие требования:
1) Элементы, задающие частоту генерации, не должны влиять на коэффициент усиления;
2) Элементы, задающие частоту генерации, не должны влиять на добротность - она должна регулироваться независимо;
3) Низкая чувствительность коэффициента передачи и добротности к разбросу параметров пассивных элементов.
4) практическая возможность реализации больших значений добротности (в диапазоне 10-100) на реальных ОУ с частотой единичного усиления 60-100МГц при частотах генерации до 1 МГц.
5) Возможность использования всех ОУ в инвертирующем включении.
6) (Не обязательное, но весьма удобное свойство) Наличие выходов, сдвинутых на 90 по фазе.
Исходя из этого, я выбрал классическую реализацию на "фильтре переменных состояния" на 4-х ОУ. Наиболее подробное описание структур фильтров с кучей теории я нашёл в книге
Huelsman, Allen "Introduction_to_the_Theory_and_Design_of_Active_Filters" 1980г. издания.
Для меня остаётся загадкой, почему десятилетиями грамотные разработчики, в т.ч. и в Linear tech. используют мост Вина в качестве колебательного звена. Единственное преимущество - экономия на
количестве ОУ.
Q enhancement и как с ним бороться.
Типовые ОУ - кандидаты на применение в генераторе - имеют частоту единичного усиления 30-100МГц. Это AD8065\66, LME49720, LME49860, LME49990, OPA211, OPA827.
В диапазоне 100КГц-1МГц собственный фазовый сдвиг ОУ начинает заметно влиять на АЧХ фильтра, увеличивая добротность и неравномерность Ку. Я довольно долго и безуспешно пытался скомпенсировать
этот эффект дополнительными RC-цепями в ООС ОУ. Однако существуют специальные структуры, позволяющие в первом приближении исключить влияние конечной полосы ОУ на АЧХ фильтра. Они приведены в
приаттаченной части книги, посмотрите - это любопытно.
Pages from Huelsman_Allen_Introduction_to_the_Theory_and_Design_of_Active_Filters_small.pdf Размер: 3.93 MB Загрузок: 110
2) Перестройка частоты.
3) Построение цепи АРУ. Тип регулирующего элемента. Формирование АЧХ АРУ.
4) Детектор цепи АРУ.
5) Выходной буфер. Регулировка амплитуды выхода.
6) Управление всем этим делом. Сервис.
Для затравки радиотехническая поэма в прозе по теме:
1) Общие соображения.Выбор структуры колебательного звена. Компенсация Q enhancement. Выбор ОУ.
В самом общем виде генератор можно представить как частотно-избирательную цепь и усилитель, охваченные ПОС. До замыкания ПОС необходимо выполнить условия генерации, т.е. произведение коэффициентов передачи
усилителя и частотно-избирательной цепи по модулю д.б. равен 1, а сдвиг фаз - 0 или кратен 360 на частоте генерации. Для поддержания Ку=1 используется петля АРУ.
Поскольку элемент петли АРУ, управляющий усилением, является нелинейным, необходимо уменьшать коэффициент включения этого элемента и амплитуду напряжения на нём.
Из практических соображений я рассматривал только реализации на активных RC-цепях второго порядка.
Можно сформулировать следующие требования:
1) Элементы, задающие частоту генерации, не должны влиять на коэффициент усиления;
2) Элементы, задающие частоту генерации, не должны влиять на добротность - она должна регулироваться независимо;
3) Низкая чувствительность коэффициента передачи и добротности к разбросу параметров пассивных элементов.
4) практическая возможность реализации больших значений добротности (в диапазоне 10-100) на реальных ОУ с частотой единичного усиления 60-100МГц при частотах генерации до 1 МГц.
5) Возможность использования всех ОУ в инвертирующем включении.
6) (Не обязательное, но весьма удобное свойство) Наличие выходов, сдвинутых на 90 по фазе.
Исходя из этого, я выбрал классическую реализацию на "фильтре переменных состояния" на 4-х ОУ. Наиболее подробное описание структур фильтров с кучей теории я нашёл в книге
Huelsman, Allen "Introduction_to_the_Theory_and_Design_of_Active_Filters" 1980г. издания.
Для меня остаётся загадкой, почему десятилетиями грамотные разработчики, в т.ч. и в Linear tech. используют мост Вина в качестве колебательного звена. Единственное преимущество - экономия на
количестве ОУ.
Q enhancement и как с ним бороться.
Типовые ОУ - кандидаты на применение в генераторе - имеют частоту единичного усиления 30-100МГц. Это AD8065\66, LME49720, LME49860, LME49990, OPA211, OPA827.
В диапазоне 100КГц-1МГц собственный фазовый сдвиг ОУ начинает заметно влиять на АЧХ фильтра, увеличивая добротность и неравномерность Ку. Я довольно долго и безуспешно пытался скомпенсировать
этот эффект дополнительными RC-цепями в ООС ОУ. Однако существуют специальные структуры, позволяющие в первом приближении исключить влияние конечной полосы ОУ на АЧХ фильтра. Они приведены в
приаттаченной части книги, посмотрите - это любопытно.
Pages from Huelsman_Allen_Introduction_to_the_Theory_and_Design_of_Active_Filters_small.pdf Размер: 3.93 MB Загрузок: 110
2) Перестройка частоты.
3) Построение цепи АРУ. Тип регулирующего элемента. Формирование АЧХ АРУ.
4) Детектор цепи АРУ.
5) Выходной буфер. Регулировка амплитуды выхода.
6) Управление всем этим делом. Сервис.
Для затравки радиотехническая поэма в прозе по теме: