Операционный усилитель, включенный в цепь с тремя входами, выполняет алгебраическую операцию сложения напряжения и поэтому называется сумматором.

Электронные генераторы

Генераторами называют автоколебательные (самовозбуждающиеся) системы, в которых энергия источника питания (постоянного тока) преобразуется в энергию переменного сигнала нужной формы.

В усилителе с положительной обратной связью сигнал обратной связи «помогает» входному сигналу, поэтому существенно возрастает коэффициент усиления напряжения.

► Если абсолютное значение (модуль) произведения коэффициента усиления напряжения усилителя без обратной связи К_U на коэффициент передачи напряжения в цепи обратной связи γ_U станет больше единицы, то усилитель с обратной связью самовозбуждается: .

Если это условие выполняется на одной частоте, то усилитель становится генератором синусоидальных (гармонических) колебаний или близких к ним. Если же оно справедливо для широкого диапазона частот, то генерируются колебания сложной формы, часто близкие к прямоугольным.

В генераторе синусоидального напряжения усилитель с коэффициентом усиления К_U охвачен положительной обратной связью с коэффициентом передачи γ_U На рис. 99, а цепь обратной связи показана четырехполюсником, включенным между выходом и входом усилителя. Выходной сигнал и_вых через цепь обратной связи передается на вход в виде напряжения обратной связи U_ос. Усилитель выполняется либо на транзисторах, либо на электронных лампах. Наибольшее применение в современной электронной аппаратуре получили транзисторные генераторы.

В цепи обратной связи применяют пассивные элементы в сочетании L—С, R — L — С, R — С. В зависимости от этого различают LC-, RLC- и RC-генераторы. На рис. 99, б показана схема транзисторного генератора с LC-обратной связью. Сигнал обратной связи с коллектора через индуктивно связанные катушки L — L1 и через разделительный конденсатор С_р1 поступает на базу транзистора. На резонансной частоте (ω=ω₀) контура в цепи коллектора выполняется условие и в генераторе возникают гармонически изменяющиеся токи и напряжения, или, по-другому, возбуждается автоколебательный процесс.

Применение колебательных LC контуров целесообразно на высоких частотах (от 200 кГц до 200 МГц и выше). Однако на низких частотах (до 200 кГц) габаритные размеры и стоимость колебательных контуров очень большие, поэтому при таких частотах применяют генераторы с RС-обратной связью, в которых на определенной частоте ω₀также обеспечивается выполнение условия генерации .

В схеме RС-генератора с нулевым сдвигом фазы (рис. 99, в) усилитель выполнен на двух транзисторах VT1 и VT2. На основе транзистора VT1 создан эмиттерный повторитель, а на основе транзистора VT2 — усилительный каскад с. общей базой. Потенциал базы транзистора VT2 задается делителем и поддерживается постоянным с помощью конденсатора С_Б2. Каскад с общей базой не инвертирует фазы входного сигнала.

► В практических схемах такого типа обычно R₁ = R₂=R, С₁=С₂=С и для этих значений ω₀=1/(RC), γ_UБ=1/3, а коэффициент усиления К_U должен быть больше 3.