Státnicové otázky k předmětu BAEO

vemi
na výstupu, přičemž diody budou opačně orientovány. Jednodušší varianta oboustranného omezovače
se dvěma Zenerovými diodami:









V obvodech omezovačů můžeme použít i operační zesilovač, který umožní získat lepší vlastnosti
reálného obvodu. Ten se pak více blíží požadovaným ideálním vlastnostem. Na Obr. 12.6a je takovýto
precizní omezovač s operačním zesilovačem a diodou. Hodnotou napětí referenčního zdroje (U0)
můžeme nastavit úroveň omezení na uvedené pracovní charakteristice, která má skoro ideální průběh.
Oboustranný omezovač s operačním zesilovačem a se dvěma Zenerovými diodami je na Obr. 12.6b.


















10. Klasifikace harmonických oscilátorů. Principy LC oscilátorů se záporným diferenciálním
odporem a se zpětnou vazbou, princip RC oscilátorů s postupně posouvanou fází.






Oscilátory LC (10kHz-100MHz)
• Dvoubodové oscilátory LC
- se také nazývají oscilátory se záporným diferenciálním odporem, neboť jejich činnost je
založena na odtlumení kmitavého obvodu RLC, tj.
na kompenzaci jeho ztrát na jeho ekvivalentním
činném odporu (+RP) pomocí nelineárního
rezistoru (-RN), který vykazuje v určité části jeho
základní A-V charakteristiky zápornou hodnotu
diferenciálního odporu(Obr. b). Může to být
prvek s charakteristikou typu N (např. tunelová
dioda) nebo typu S (lavinová, čtyřvrstvá dioda).

Oscilátor budeme řešit kvazilineární metodou. Nelineární rezistor nahradíme modifikovanou vodivostí
pro 1. harmonickou a obvod řešíme jako lineární, přičemž bereme do úvahy, že
tato modifikovaná vodivost je závislá na amplitudě harmonického napětí G1(U1)

Grafické řešení je na Obr. 13.3a, sčítáme G1 s tlumící vodivostí GP a dostáváme výslednou vodivost G,
která je funkcí napětí U1. Pro rozkmitání musí platit

Obvod bude v ustáleném stavu kmitat harmonickými kmity s amplitudou U1u, když

V tomto případě mluvíme o měkkém rozkmitání
oscilátoru (Obr. 13.3a). Má-li modifikovaná
vodivost průběh dle Obr. 13.3b, pro rozkmitání je
potřebný určitý impuls. Amplituda skokem
vzroste na jistou hodnotu. Bod U1N je nestabilní
bod, obvod se v něm nemůže udržet. Kdežto bod
U1S je obrazem harmonicky ustáleného stavu
oscilací v obvodu. V tomto případě mluvíme o
tvrdém rozkmitání oscilátoru (Obr. 13.3b). Typ nasazení oscilací závisí na průběhu A-V
charakteristiky a pracovním bodě.


V obou případech rozkmitání, bod řešení U1 = U1U vykazuje
dynamickou stabilitu (Obr. 13.4). V tomto bodě je celková vodivost G
= 0. Vzroste-li amplituda oscilací na U1 > U1U, objeví se tlumící vodivost
G > 0, obvod se zatlumí a amplituda oscilací poklesne. V opačném
případě při poklesu amplitudy pod nominální hodnotu U1 < U1U, celková
vodivost se stane zápornou G < 0 obvod se odtlumí a amplituda oscilací
vzroste.
• Zpětnovazební oscilátory
Vedle odtlumení rezonančního obvodu (předchozí
část) mohou oscilace v obvodu vzniknout zavedením
kladné zpětné vazby, jestliže jsou splněny dvě
oscilační podmínky. Na tomto principu pracují
zpětnovazební oscilátory.
Příkladem ZV oscilátorů jsou oscilátory s
induktivní vazbou (M). Rozlišují se podle toho, kde
se nachází laděný obvod (v obvodu báze LOB, v
obvodu kolektoru LOC) a kterou elektrodu mají
podobvody společnou (SE, SC, SB). Základem je
laděný obvod (LO), který určuje i kmitočet oscilací.
Splnění fázové podmínky je dosaženo vhodnou volbou konců vinutí transformátoru, podle toho zda
zesilující část otáčí fázi či nikoliv. Amplitudová podmínka obecně říká kolik energie musí zesilující
část do laděného obvodu dodat, aby byly kryty ztráty a odběr vyrobeného signálu.


Oscilátory RC


Oscilátory RC s postupně posouvanou fází

Principiální zapojení oscilátoru s příčkovým R článkem. Invertující zesilovač otáčí fázi (φA = 180o),
aby byla splněna fázová podmínka musí zpětnovazební dvojbran natáčet fázi stejně (φA = 180o).
Teoreticky by k tomu stačili dva RC články typu dolní či horní propusti. Aby zpětnovazební dvojbran
měl dostatečně strmou fázovou charakteristiku používáme alespoň tři RC články. Články nemusí být
shodné, výhodné je aby jejich impedance postupně narůstaly a hodnoty jednotlivých součástek volíme
progresivně (s koeficientem a). Progresivní horní propust RC 3. řádu může být použita v zapojení na
Obr. 13.18. Při jednodušším návrhu však použijeme články shodné (a=1). Tehdy platí jednoduché
návrhové vztahy


Aby se jednotlivé články neovlivňovaly můžeme je oddělit napěťovými sledovači.







Pprincipiální zapojení oscilátoru s Wienovým článkem. Článek představuje pásmovou propust 2. řádu
se strmým přechodem fázové charakteristiky nulou a ta určuje na jakém kmitočtu bude oscilátor kmitat.
Modulová charakteristika je totiž plochá, s nevýrazným maximem. Aby byla splněna fázová podmínka
musíme zde použít neinvertující zesilovač. Pro tento oscilátor platí následující návrhové vztahy: