Автогенератори з коливальним контуром

Автогенератор із коливальним контуром — це резонансний підсилювач з колом 33, побудований за трансформаторною, автотрансформаторною або ємнісною схемами. Підсилювач може бути складений на біполярних чи польових транзисторах або на тунельних діодах. У сучасних автогенераторах широко застосовують підсилювальні мікросхеми, до яких зовні приєднують коливальну систему й елементи 33.

У середній школі вивчається автогенератор на біполярному транзисторі з трансформаторним зв'язком, в якому зручно змінювати коефіцієнт 33 в дуже широких межах зміною відстані між котушками.

Якщо коливальний контур уведено в коло колектора, то котушку зв'язку в коло бази можна ввімкнути різними способами: послідовно так, щоб по ній проходив струм бази (рис. 7.3, а), або паралельно ділянці база — емітер (рис. 7.3, б). В останньому випадку навантаження котушки зв'язку трохи збільшується і складається з паралельно з'єднаних резисторів R1, R2 й опору п -p- переходу база — емітер. Однак ця схема зручніша для демонстраційного і лабораторного експериментів, оскільки вимикання або перемикання котушки L_зв не впливає на положення РТ транзистора.

Елементи RІ, R2, R, С, як і в підсилювачах, забезпечують режим роботи транзистора за постійним струмом та його термостабілізацією. Резистор R на роботу автогенератора впливає по-різному.

По-перше, цим резистором утворюється негативний 33, послідовний за струмом, який стабілізує характеристики підсилювача, а отже, й генератора. Незначне зменшення підсилення при цьому неістотне, оскільки підсилення резонансного каскаду велике, а 33 при малому R слабкий.

По-друге, завдяки зміщенню РТ під впливом додаткової постійної складової пульсуючого колекторного струму генератор після виникнення коливань автоматично переходить у жорсткий режим самозбудження. Для практичного використання автогенератора це явище корисне, тому що має позитивні властивості обох режимів: легке самозбудження при заниженому значенні β (м'який режим) і підвищену стабільність усталених коливань (жорсткий режим).

Рис. 7.3. Принципові схеми трансформаторних автогенераторів з послідовним (а) і

паралельним (б) вмиканням ЗЗ

З метою зменшення впливу транзистора на еквівалентну добротність контуру в схемах на рис. 7.3 застосовано неповне вмикання контуру.

У схемах індуктивного (рис. 7.4, а) та ємнісного (рис. 7.4, б) триточкових автогенераторів режими постійного струму і термостабілізації забезпечуються так само, як і в схемах на рис. 7.3. За змінним струмом коливальні контури приєднано до електродів транзистора трьома точками Е, Б, К. Напруга 33 на рис. 7.4, а знімається з частини витків (L2) контурної котушки і через конденсатор С_р подасться на базу транзистора. Оскільки знаки миттєвих напруг на L1 та L2 відносно середньої точки протилежні, 33 буде позитивним, тобто умова балансу фаз виконується. Умова балансу амплітуд забезпечується відповідною кількістю витків котушки L2.

Аналогічно працює схема на рис. 7.4, б, але тут напруга 33 знімається з конденсатора С2. Особливості цієї схеми: підсилювач, що працює в ключовому режимі — аперіодичний; коливальний контур приєднано до нього паралельно; конденсатор С1 з'єднано із спільною ши ною, що має суттєве значення при побудові генераторів з перестроюваною частотою (наприклад, гетеродинів у радіоприймачах), але на деяких ділянках частотного діапазону умова балансу амплітуд може порушуватись у зв'язку з тим, що коефіцієнт 33 тут змінний.

Рис. 7.4. Принципові схеми індуктивного (а) та ємнісного (б) триточкових

автогенераторів

Схеми автогенераторів на польових транзисторах відрізняються ви розглянутих лише допоміжними елементами, які забезпечують режим роботи транзистора за постійним струмом.

Рис. 7.5. Найпростіша принципова схема автогенератора на тунельному діоді

У розглянутих схемах автогенераторів умови підтримки стаціонарних коливань в LС-контурі створюються компенсацією витрат енергії в ньому, що еквівалентно додаванню до опору втрат реального контуру r_кнегативного опору R. Ефект унесення в контур негативного опору виникає завдяки підсилювальним властивостям активних напівпровідникових елементів через наявність позитивного 33.

Аналогічний ефект можна здобути застосуванням приладів, які мають при деяких значеннях напруг і струмів ділянки ВАХ з негативним диференціальним опором

.(7.5)

Такими приладами є тунельні діоди, що мають спадну ділянку ВАХ. Ширина цієї ділянки становить кілька десятків мілівольтів. Тому амплітуда коливань в автогенераторі на тунельному діоді мала, а найбільша вихідна потужність

не перевищує кількох сотень міліватів. При цьому під час роботи генератора його РТ переміщується по майже прямолінійній ділянці ВАХ тунельного діода від її максимальної (за струмом) точки до мінімальної.

На рис. 7.5 зображено найпростішу принципову схему автогенерато-ра на тунельному діоді. Його коливальний контур утворено котушкою L і власною ємністю тунельного діода С_д, а положення РТ в початковий момент установлюється подільником напруги R1, R2. Умовою самозбудження автогенератора є

(7.6)

де ,. — еквівалентний опір суми всіх витрат енергії в контурі; R_диф— диференціальний опір тунельного діода.

Крім того, має ще виконуватись умова

. (7.7)

За цих умов схема самозбуджується і генерує коливання частотою

. (7.8)

Рис. 7.6. Принципові схеми автогенераторів з послідовним (а) і паралельним (б)

живленням тунельного діода

Hа рис. 7.6 показано два різновиди типових практичних схем автогенераторів на тунельних діодах. Схема на рис. 7.6, а називається схемою з послідовним живленням діода (джерело живлення, контур і діод увімкнено в коло послідовно одне одному). Живлення здійснюється через подільник напруги, причому для зменшення внутрішнього опору джерела має виконуватися умова R₁ <|-R_диф|. Схема на рис. 7.6, б дістала назву схеми з паралельним живленням. Тут джерело живлення, діод та контур увімкнено в коло паралельно (діод і джерело живлення — за постійним струмом, а діод та контур — за змінним). Щоб виключити самозбудження, в контурі L_лрС2 послідовно з дроселем увімкнено резистор R1, опір якого вибирається з умови . При паралельному живленні постійний струм через контур не проходить, чим запобігається нагрівання котушки і підвищується стабільність частоти, що генерується.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Загальна структура і типи генераторів	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.