3.8. Двоконтурні схеми автогенераторів.

Недоліком трьохточкових схем АГ є те, що коливальний контур ІІ-го чи ІІІ-го виду одночасно є навантаженням і елементом, який визначає частоту генератора. Тому ввімкнення, наприклад, наступно­го каскаду може привести до зміни частоти генератора чи до її зри­ву

(рис. 3.15).

Рис. 3.15. Вплив параметрів наступного каскаду

на частоту генерації АГ.

Частота генерації АГ визначається формулою .

Ця формула враховує загальну ємність коливального контура С_к

(для контура ІІІ виду, зображеного на рис 3.15 схеми АГ ) паралельно якій ввімкнена вхідна ємність наступного каскаду, змінюючи частоту ω_ген . Тому звичайні схеми трьохточкових генераторів використовуються тільки при роботі на буферний каскад,

В двоконтурних схемах автогенераторів цей недолік усувається використанням замість двох реактивностей трьохточкової схеми пара -лельних контурів, які виконують роль індуктивності чи ємності. Тре­тя ж реактивність двоконтурної схеми - це , як правило, прохідна ємність, яка використовується як реактивність трьохточкової схеми (нагадаємо, що в схемі підсилювача прохідна ємність є паразитною, оскільки через неї проходить передача напруги з виходу на вхід схеми).

Паралельний контур, як відомо, може мати індуктивний чи ємністьний характер відповід на частотах менше резонансної, чи більше резонансної (рис.3.16а). Тому побудова двоконтурної схеми з загальним емітером (загальним витоком) починається з прохідної єд­ності С_бк(зс), а дві інші реактивності - це паралельні контури (рис. 3.16.б,в).

Рис.3.16. двоконтурні схеми автогенераторів з загаль­ним емітером (загальним витоком).

Якщо між базою і колектором (затвором і витоком ) ввімкнена ємність, то по принципу побудови трьохточкової схеми між базою і колектором (затвором і стоком), а також між колектором і емітером (стоком і витоком) повинна бути індуктивність. Тому контури з резонансною частотою ω₁ і ω₂ мають індуктивний характер і визначаються еквівалентною індуктивністю L_екв . А індуктивний характер паралельний контур має на частоті, меншій ω_рез , тому і частота генерації ω_ген розташована на шкалі частот (рис. 3.16г) лівіше, ніж власні резонансні частоти контурів ω₁ і ω₂ . Прак­тична схема двоконтурного автогенератора при ввімкненні БТ з загаль­ним емітером зображена на рис. 3.16 д, де БТ через ємність термостабілізації має заземлений емітер, а в колекторне коло ввімкнений паралельний контур з резонансною частотою ω₂, з якого проводяться зйом вихідної напруги U_{вих ,} а паралельний контур з резонансною частотою ω₁, ввімкнений між базою і емітером по змінній складо­вій струму. Контур заземлений через блокуючий конденсатор C_бл а необхідна напруга на базу подається з резистивного дільника R1,R2 через індуктивність контура.

При ввімкненні транзистора з загальною базою (загальним затвором) в схемі двоконтурного автогенератора прохідною ємністю є

С_ке(св) дві інші реактивності схемі АГ - це паралельні контури (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Двоконтурні схеми автогенераторів при

ввімкненні транзисторів з загальною базою (загальним затвором).

Оскільки ємність С_ке(св) розміщена між колектором і емітером (стоком і витоком), то контур з резонансною частотою ω₁ повинен мати ємністьний характер, а контур з резонансною частотою ω₂ – індуктивний характер, то відповідає побудові трьохточкової схе­ми

(рис. 3.17.а,б). Тому розміщення резонансних частот контурів ω₁ і ω₂ по відношенню до резонансної частоти ω₂ (робочої час­тоти, на якій працюють контури) зображені нарис. 3.17в. Контур з власною резонансною частотою ω₂ мав індуктивний характер L_екв тому його власна резонансна частота розміщена правіше, ніж частота ω_ген, на якій він виконує роль індуктивності, а контур з влас­ною резонансною частотою ω₁ має ємністьний характер С_екв, тому його власна резонансна частота ω₁ розміщена лівіше, ніж час­тота ω_ген на якій він виконує роль ємності (рис.3.16а). На рис. 3.17 в показано розміщення частот

ω_ген, ω₁ і ω₂.

Практична схема двоконтурного автогенератора показана на рис. 3.17д, де польовий транзистор має заземлений затвор, а паралельний контур з резонансною частотою ω₁, з яким послідовно ввімкнена схема автоматичного зміщення R_в C_в , розміщений між затвором і ви­током. Паралельний контур з резонансною частотою ω₂ ввімкнений по змінній складовій струму між стоком і затвором; через його індуктивність подається напруга живлення на сток ПТ.

Двоконтурні схеми автогенераторїв при ввімкненні транзисторів з загальним колектором (загальним стоком) зображені на рис. 3.18.

Рис. 3.18. Двоконтурні схеми автогенераторів при ввімкне­нні транзисторів з загальним колектором (за­гальним стоком).

В цих схемах прохідною ємністю є С_бе(зв) паралельні кон­тури, ввімкнені між базою і колектором (затвором і стоком), а також

між колектором і емітером (стоком і витоком) відповідно побудові трьохточкового генератора мають індуктивний характер L_екв ємністьний характер C_екв . Зважаючи на характер реактивності паралельного контуру, частоти ω₁ і ω₂, відносно частоти генерації ω_ген роз­ташовані так, як показано на рисунку 3.18b. Практична схема двокон­турного автогенератора з загальним колектором зображена на рисунку 3.18.е, де паралельні контури з власними резонансними частотами ω₁ і ω₂ ввімкнені по змінній складовій струму між відповідними електродами БТ, його колектор заземлений через блокуючий конденсатор дже­рела живлення. Живлення бази здійснюється резистивним дільником R1, R2 а С_бл закорочує на корпус по змінній складовій контур з частотою ω₁.

Головною перевагою двоконтурних схем автогенераторів є їх підвищена стабільність частоти генерації, оскільки при розстроєному вихідному контурі відносно ω_ген , з якого проводиться зйом вихідної напруги, вплив яких-небудь дестабілізуючих факторів (наприклад, зміна (С_вх чи R_вх ) наступного каскаду фактично не приводить до зміни частоти генерації ω_ген.

Це можна пояснити на прикладі двоконтурної схеми автогенератора при ввімкненні транзистора по схемі з загальним емітером (витоком), яка зображена нарис 3.16 б,в.

Відомо, що частота генерації ω_ген визначається резонансною частотою коливальної системи автогенератора, до якої в даній схемі відносяться прохідна ємність С_бк(зв) паралельні контури з власними резонансними частотами ω₁ ω₂, які на робочій час­тоті автогенератора ω_ген є еквівалентною ідуктивністю L_екв .Знайдемо резонансну частоту такої складної коливальної системи, здійснивши побудову реактивних опорів цих елементів (рис.3.19). Ві­домо, що на резонансній частоті ω_ген реактивний опір повинен дорів­нювати нулю. Тому, побудувавши залежність реактивного опору ємності С_бк(зв) а також залежності реактивних опорів обох паралельних кон­турів з власними резонансними частотами ω₁ і ω₂ можна легко знайти ту частоту коливальної системи ω_ген ,де реактивний опір єдності і реактивний опір індуктивностей контурів рівні. Результуючий реак­тивний опір на ω_ген рівний нулю, тому ця частота і є резонансною частотою системи. Видно, що ω_ген менша ω₁ і ω₂, що відповідає рис. 3.16г.

Якщо вихідна напруга генератора знімається з контура, який має власну резонансну частоту ω₂, то всяка зміна реактивного опору цього контура із-за впливу реактивностей наступного каскаду не впливає на частоту ω_ген. Пов’язано це з тим, що на частоті ω_ген крутість зміни індуктивного опору вихідного контура дуже мала,

Рис. 3.19. Залежність реактивних опорів коливальної

системи двоконтурного автогенератора.

і тому зміна резонансної частоти ω₂ фактично не впливає на вели­чину Індуктивності цього контура, а,отже , частота генерації не змінюється. Таким чином, наявність розстроєного вихідного контура збільшує стабільність частоти двоконтурного автогенератора. Недолі­ком такої схеми є мала величина вихідної напруги Із-за незначного опору контура.