32.Осциляторные схемы аг.

Одна из возможных практических схем транзисторного автогенератора, собранного по ёмкостной трёхточечной схеме показана на рисунке.

+++

Рабочая точка транзистора определяется сопротивлениями R1 и R2. R3 и C3 – цепь автоматического смещения. Конденсаторы C1 и C2, совместно с резонатором Z1 образуют схему ёмкостной трёхточки. При работе на частотах выше 15 МГц резонатор имеет толщину 0.1-0.2мм, что трудно реализуемо. Это ограничивает максимально возможную частоту. На более высоких частотах резонаторы могут работать на гармониках механических колебаний кварцевой пластины.

Известно, что кварцевая пластина при колебаниях по толщине может совершать колебания на гармониках механических колебаний. При этом можно получить во много раз более высокую генерируемую частоту.

Установлено, что потери резонаторов на третьей и пятой гармониках меньше, чем на основной. Это означает, что добротность резонатора на третьей и пятой гармониках более высокая, что даёт возможность получить более высокую стабильность частоты. Кроме того в автогенераторах, работающих на частотах ниже 15 МГц можно получить более точное значение генерируемой частоты, что особенно важно для эталонных генераторов.

Схема автогенератора, работающего на заданной механической гармонике приведена ниже:

+++

Для основной частоты и гармоник, более низких, чем заданная, контур L1-C2 представляет собой индуктивное сопротивление. При этом условия самовозбуждения не выполняются и колебания в системе не возникают.

Для заданной частоты гармоник контур представляем костное сопротивление и схема генератора превращается в ёмкостную трёхточку.

Для более высоких гармоник условия самовозбуждения, как правило, не выполняются и колебаний в системе не возникает.

При работе резонатора на гармониках механических колебаний динамическая ёмкость эквивалентного последовательного контура Cк становится небольшой. При этом начинает сказываться шунтирующее действие ёмкости между выводами резонатора C0. Поэтому для получения стабильности колебаний на очень высоких частотах необходимо устранить влияние большой ёмкости C0.

Для этих целей в автогенераторах предусматривают цепь нейтрализации ёмкости кварцедержателей, которая создаёт в схеме ток, равный по величине и противоположный по знаку току через C0. Это можно достичь включением параллельно резонатору катушки индуктивности.

Фильтровые схемы в этих схемах кварцевый резонатор включают последовательно в цепь обратной связи, соединяющую эмиттер, базу или коллектор транзистора с колебательным контуром.

+++

На частотах, отличных от частоты последовательного резонанса сопротивление кварцевого резонатора, являющегося элементом обратной связи, комплексное и большое, а коэффициент обратной связи мал, поэтому условия самовозбуждения в этих схемах не выполняются и колебания в автогенераторе не возникают.

На основной частоте последовательного резонанса или на нечётной гармонике кварц обладает только небольшим активным сопротивлением. При этом создаваемая кварцевым резонатором цепь обратной связи замыкается. Условия самовозбуждения выполняются и возникают колебания.