3.2.4. Автогенератор на тунельному діоді

Тунельний діод, дякуючи широкому частотному діапазону, малій споживаній потужності і високій температурній стабільності є найбільш перспективним приладом для побудови мініатюрних, високо стабільних, широкодіапазонних автогенераторів. Недоліком генераторів на тунельних діодах є мала вихідна потужність, а також певні нестабільності роботи із-за розкиду параметрів сучасних тунельних діодів.

Н айбільш повно переваги тунельного діода вдається використати в генераторах діапазону ЗВЧ, особливо на частотах вище 1 ГГц.

Застосування тунельного діода в схемах генераторів пояснюється тим, що за допомогою від’ємного опору тунельного діода можна компенсувати втрати в коливальному контурі і отримати в ньому незатухаючі коливання. Тому робочою ділянкою вольт-амперної характеристики тунельного діода є її спадаюча ділянка, ширина якої зазвичай не перевищує декількох десятків мілівольт. Тому амплітуда генеруємих коливань в автогенераторі на тунельному діоді є невеликою.

Для прикладу розглянемо схему LC-генератора на тунельному діоді (рис.3.2.8.).

R1 L_p VD

+

R2 C_бл L C

E U_вх U_вих

-

Рис. 3.2.8. Автогенератор на тунельному діоді

За рахунок дільника напруги R1/R2 робоча точка спокою А встановлюються на середині падаючої ділянки вольт-амперної характеристики (рис.3.2.9). Для того, щоб тунельний діод за високою частотою був відімкнений паралельно коливальному контуру, між його анодом і „землею” вмикається блокувальний конденсатор великої ємності С_бл, опір якого на резонансній частоті близький до нуля. Розділяючий дросель L_p розділяє постійні і змінні струми.

І

A

U

U_вих U_вх Рис.3.2.9. Характеристика, яка пояснює роботу

автогенератора на тунельному діоді

3.2.5. Генератори на інтегральних мікросхемах

Для побудови генераторів в мікро виконанні використовуються аналогові (лінійні) підсилювальні інтегральні мікросхеми (ІМС), охоплені глибоким додатнім зворотним зв’язком. Тому створення схеми генератора – типу C чи RC, по суті, зводиться до вибору відповідної аналогової ІМС і відімкненню до неї дискретних елементів – LC-контуру, RC-ланцюжків, мостів і т.п. при цьому принципі побудови схем генераторів, розглянуті в попередніх параграфах, умови самозбудження, способи стабілізації частоти фактично залишаються незмінними.

На рис.3.2.10 приведена схема генератора синусоїдних коливань з трансформаторним зворотним зв’язком, основою якої є диференційний каскад (ДП). Коливальний контур ввімкнений між колекторами транзисторів VT1 I VT2. позитивний зворотний зв’язок забезпечується за допомогою додаткової обмотки L, напруга з якої подається на вхід диференційного каскаду. Вихідні напруги, які знімаються з колекторів транзисторів VT1 I VT2 (несиметричні виходи), змінюються в протифазі. Це дозволяє у випадку необхідності знімати два гармонічних сигнали, зсунутих за фазою на 180º. При відімкненні зовнішнього навантаження мі колекторами транзисторів VT1 I VT2 (симетричний вихід) амплітуда вихідної напруги збільшується в два рази порівняно з амплітудою напруги схеми з несиметричним виходом. З метою зменшення впливу зовнішнього навантаження на стабільність генеруємих коливань вихідна напруга знімається через емітерний повторював, зібраний на транзисторі VT4.

Рис.3.2.10. Генератор типу LC на база ІМС диференційного підсилювача

В якості базових елементів (диференційних підсилювачів) можуть бути використані аналогові ІМС різних серій (наприклад, К1УТ181А - К1УТ181В; 1УТ221 (А, Б, В); К1УТ771 (А, Б) та ін.).

+ U_дж

R1 C_k R2

VT4

L_k

L U_вих

VT1 VT2

R3 R4 R8

VT3

R5 R6 R7

VD

-U_дж