5. Генератори гармонічних коливань

Генератори гармонічних коливань призначені для перетворення енергії джерела постійного струму в енергію незатухаючих синусоїдальних коливань. Вони мають активний елемент, який охоплений додатним частотно-залежним зворотним зв’язком. Такі генератори побудовані за кільцевою схемою, в якій діє додатний зворотний зв'язок. В якості активних елементів використовуються транзистори, операційні підсилювачі, діоди з ділянкою з від’ємним диференціальним опором.

В якості частотно-залежних використовують резонансні LC-контури, кварцові резонатори, RC, RL-кола.

За типом частотно-залежних ланок генератори розділяються на LC, RC, RL-генератори. В залежності від генерованих частот генератори поділяються на :

1.Високочастотні генератори 100 кГц – 100 Мгц.

2.Низькочастотні генератори 10 Гц – 100 кГц.

3.Інфранизькочастотні генератори – 10 Гц і нижче.

З конструктивних міркувань на високих частотах в основному застосовують LC–генератори. На низьких частотах RC–генератори при напругах живлення 4 В і вище. На низьких та інфранизьких частотах при напругах живлення 1 В і більш ефективні RL RLM–генератори.

В залежності від наявності елементів плавної переналадки частоти генератори поділяються на діапазонні генератори і генератори фіксованої частоти.

Переважно застосовуються для генерування низькочастотних коливань. Вони мають частотно-залежні ланки на R і C елементах і в залежності від створюваного нею фазового зсуву на частоті квазірезонансу, інвертуючий або неінвертуючий підсилювач. Частота, яка генерована RC-генератором, називається квазірезонансною, оскільки RC-елементи не мають резонансних властивостей, як наприклад LC-контур.

5.1 Призначення і класифікація електронних генераторів

Електронними генераторами називають пристрої, які перетворюють з допомогою підсилювальних пристроїв енергію джерела живлення в енергію електричних коливань заданої частоти і форми кривої.

Внутрішньою класифікаційною ознакою генераторів являється принцип управління режимом їх роботи. По цій ознаці розрізняють генератори з незалежним збудженням (зовнішнім управлінням), режимом роботи яких управляють від зовнішнього джерела змінної напруги, і генератори з самозбудженням (внутрішнім управлінням) — автогенератори.

По формі вихідних коливань розрізняють генератори гармонічних (синусоїдних) коливань і генератори коливань несинусоїдальної форми (прямокутної, пилоподібної та інші), які називають релаксаційними (імпульсними). Робота останніх характеризується специфічними особливостями, тому їм присвячений окремий розділ.

Гармонічні коливання в генераторах підтримуються резонансними контурами або іншими резонуючими елементами (кварцові резонатори, об’ємні резонатори і т.п.) або з допомогою фазуючих RC-кіл, які вмикаються в коло зворотного зв’язку підсилювачів. Перші називаються LC-генераторами, а другі — RC- генератори гармонічних коливань.

Малопотужні LC- генератори гармонічних коливань застосовуються в вимірювальних і регулюючих пристроях, а також слугують в якості задаючих генераторів в радіопередавачах. LC-генератори середньої і великої потужності широко використовуються для живлення технологічних установок ультразвукової обробки матеріалів і діелектриків, електронних мікроскопів і ін.

RC-генератори гармонічних коливань використовуються як задаючі пристрої в системах перетворення постійного струму в змінний, а також в різних вимірювальних пристроях і системах.

5.2. LC-генератори з самозбудженням (автогенератори)