1.6.3. Генераторы lc-типа
Генераторы LC–типа используют резонансные свойства колебательного контура, обладающего узкополосной частотной характеристикой (рис. 49, б).
Частота генерации
определяется частотой настройки
колебательного контура. Выполнение
условия баланса фаз для частоты
обеспечивается изменением фазового
сдвига
,
вносимого обратной связью при отклонении
генерируемой частоты от резонансной.
Выполнение условия баланса амплитуд
обеспечивается тем, что коэффициент
передачи обратной связи на резонансной
частоте
имеет максимальное значение, а также
уменьшением коэффициента передачи
усилителя при увеличении амплитуды
колебаний.
Схема LC-генератора с трансформаторной обратной связью на основе транзисторного каскада “общий эмиттер” приведена на рис. 51.
|
Рис. 51. Схема LC–генератора |
Транзисторный каскад
обеспечивает усиление, необходимое для
выполнения условия возбуждения генератора
. Резисторы
предназначены для задания рабочей точки
и температурной стабилизации. Эти
резисторы выбираются так же, как и для
обычного усилителя. Выходной сигнал
снимается с коллектора транзистора, и
в случае чисто активной нагрузки
находится в противофазе с входным
сигналом, т.е.
.
Таким образом, для выполнения условия
баланса фаз звено обратной связи на
резонансной частоте
должно осуществлять сдвиг фазы сигнала
на
.
В схеме на рис. 51
частотозадающий колебательный контур
образуется емкостью С и индуктивностью
первичной обмотки трансформатора с
числом витков
.
Сигнал обратной связи снимается со
вторичной обмотки трансформатора с
числом витков
.
Конденсатор
выбирается так, чтобы его емкостное
сопротивление на частоте генерации
было значительно меньше индуктивного
сопротивления вторичной обмотки
трансформатора и входного сопротивления
транзистора.
Условие баланса амплитуд для данной схемы принимает вид
,
где
- коэффициент трансформации;
- коэффициент усиления транзисторного
каскада по напряжению.
При условии, что индуктивная связь обмоток сильная, из условия баланса амплитуд можно найти соотношение числа витков трансформатора, необходимое для возникновения генерации
,
где
- индуктивности первичной обмотки и
обмотки обратной связи соответственно.
Модуль коэффициента усиления транзисторного каскада определяется отношением модулей комплексных сопротивлений коллекторной и эмиттерной цепей:
,
(96)
где
- комплексные сопротивления коллектора
и эмиттера на частоте генерации.
Если пренебречь зависимостью параметров транзистора от частоты, то
.
Модуль сопротивления
коллекторной цепи определяется
параллельно включенными
,
,
и комплексным входным сопротивлением
транзисторного каскада, приведенным к
первичной обмотке -
,
где
.
При этом частотной зависимостью
коэффициента передачи тока транзистора
для упрощения пренебрегаем.
.
(97)
Частота генерируемых колебаний близка к резонансной частоте колебательного контура:
.
(98)
В зарубежной литературе LC–генератор с трансформаторной обратной связью называют генератором Майсснера.
На частоте резонанса коэффициент усиления транзисторного каскада будет определяться выражением:
.
Учитывая условие
баланса амплитуд, получаем условие
работы генератора:
.
Ограничение амплитуды
генерируемых колебаний в рассмотренной
схемке обеспечивается за счет ограничения
размаха напряжения на эмиттерном
резисторе величиной напряжения смещения:
.