7.3. Автогенератори гармонічних коливань на аперіодичних

підсилювачах

Застосування автогенераторів з коливальним контуром має обмеження як при надвисоких частотах, так і при низьких. із зростанням частоти розміри коливальної системи зменшуються настільки, що вона стає сумірною з довжиною хвилі коливань, тобто не може розглядатися як система із зосередженими параметрами. Тому для надвисоких частот коливальні системи будують у вигляді резонаторів (лінійних або об'ємних) і застосовують спеціальні електронні прилади.

При дуже низьких частотах (нижче 100...200 кГц) для побудови коливальної системи потрібні конденсатори та котушки значних розмірів, щоб забезпечити великі ємності й індуктивності. До того ж конструктивні вимоги до конденсатора змінної ємності на таких частотах майже неможливо задовольнити, що утруднює перестроювання резонансної частоти. Ось чому при побудові автогенераторів гармонічних коливань для низькочастотних діапазонів використовують аперіодичні вузько-смугові підсилювачі, в колі позитивного частотозалежного 33 яких на одній з частот одночасно забезпечують виконання умов балансу фаз й амплітуд.

Виконання умови балансу амплітуд забезпечують вибором коефіцієнта підсилення каскаду, а виконання умови балансу фаз — зміною на 180° фази напруги в колі 33 на певній частоті f₀. Ще на 180°, як відомо, фазу змінює сам аперіодичний підсилювач. Найпростішим колом, яке здатне змінити фазу сигналу на 180°, є три- або чотириланковий ланцюжковий RС-фільтр.

Р ис. 7.7. Принципова схема автогенератора з ланцюжковим ФВЧ у колі ЗЗ

У схемі на рис. 7.7 використано ланцюжковий ФВЧ й емітерний повторювач, який потрібен для узгодження вихідного опору підсилювача з вхідним опором фільтра. Проте такий найпростіший автогенератор має багато недоліків; перш за все, в ньому утруднено регулювання частоти. Тому найпоширенішими RС-генераторами є двокаскадні автогенератори (рис. 7.8), в яких і баланс фаз, і баланс амплітуд досягаються завдяки підсилювальним каскадам, а мостові схеми фільтрів в колах частотозалежного позитивного 33 забезпечують вибір частоти та її перестроювання. Зміну частоти коливань у таких генераторах легко здійснювати синхронною зміною опору резисторів мостової схеми.

З аналізу роботи автогенератора з триланковим RС-фільтром (див. рис. 7.7), виходячи з властивостей цього фільтра (див. п. 4.2) за умови, що R_Ф1 = R_ф2 = R_фз = R_ф i C_Ф1 = C_Ф2 = С_ф3 = С_ф, маємо

(7.9)

При чотириланковому RС-фільтрі в аналогічній схемі

(7.10)

У схемі на рис. 7.8, а коливання виникають з частотою

(7.11)

при коефіцієнті підсилення двокаскадного підсилювача

(7.12)

Для випадку, коли R_ф1 = R_ф2 і С_ф1 = С_ф2, маємо

(7.13)

Рис. 7.8. Принципові схеми автогенераторів з моствими схемами фільтрів у колі

позитивного ЗЗ: з мостом Віна (а) і 2Т-мостом (б)

Особливість схем автогенераторів, зображених на рис. 7.7 і 7.8, полягає в застосуванні безпосереднього зв'язку між транзисторами. В таких схемах узгодження каскадів за постійним струмом забезпечується вибором резисторів у колі емітера таким чином, щоб напруга на колекторі першого каскаду дорівнювала сумі напруг між базою та емітером U_0БЕ і напруги на резисторі другого каскаду. Наприклад, для схеми на рис. 7.7

. (7.14)

У схемі на рис. 7.8, б застосовано диференціальний каскад, в якому положення РТ лівого транзистора визначається співвідношенням

. (7.15)