Двухкаскадная фильтровая схема Батлера

Выше мы рассматривали фильтровую схему однокаскадного КАГ с кварцем между эмиттером (катодом) и контуром (рис.22.15,аи рис.22.17), известную как схема Батлера.

Специалистам известна также двухкаскадная схема Батлера КАГ, в которой КвР включается между контуром и эмиттером (катодом) через эмиттерный (катодный) повторитель. В итоге схема представляет два каскада, один из которых формирует одноконтурный АГ, у которого по высокой частоте заземлена база (сетка),¹¹а КвР в цепи обратной связи между контуром и эмиттером (катодом) одноконтурного АГ подключается через другой каскад – эмиттерный (катодный) повторитель.

Двухкаскадная схема Батлера КАГ на транзисторах на основе ёмкостной трёхточки представлена на рис.22.21. Аналогично выполняется схема на основе индуктивной трёхточки, а также при использовании ламп.¹²

Часто рассматриваемую схему называют схемой с эмиттерной (катодной) связью, так как эмиттеры транзисторов (катоды ламп) соединяются через кварцевый резонатор (КвР). Назначение элементов в схеме аналогично обсуждавшемуся при рассмотрении схем одноконтурных АГ. В данном случае, благодаря заземлению базы у транзистора одноконтурного АГVT₁, использовано последовательное питание коллектора. КонденсаторС_Р, включенный последовательно с КвР, служит для развязки цепей смещения транзисторовVT₁иVT₂. КонденсаторС_Рмежду ёмкостной ветвью контура и базой транзистораVT₂при достаточной электрической прочности конденсаторов контура может быть исключён из схемы.¹³При необходимости может быть использована компенсация статической ёмкости КвР с помощьюL_КОМП.

Стабильность частоты автоколебаний в рассматриваемой схеме КАГ практически определяется КвР, сопротивление которого в основном определяет сопротивление ветви связи эмиттера VT₁с контуром: последовательно с КвР включаются выходное сопротивление эмиттерного (катодного) повторителя и входное сопротивление каскада с общей базой (сеткой). Как известно, оба эти сопротивления малы (каждое примерно равно 1/S_СР, то есть обратно пропорционально средней крутизне коллекторного тока соответствующего транзистора по первой гармонике).

Двухкаскадная схема Батлера КАГ может быть реализована с нейтрализацией статической ёмкости КвР. В этом случае вместо повторителя используется каскад с разделённой нагрузкой. Примеры транзисторного и лампового вариантов такой схемы даны на рис.22.22.

Следует отметить, что в транзисторном варианте схемы получается хуже стабильность частоты при изменении режима работы каскада с разделённой нагрузкой при изменении питающих напряжений, так как входная и выходная ёмкости транзистора изменяются неодинаково с изменением коллекторного напряжения и равновесие моста нарушается.¹⁴Поэтому при использовании транзисторов предпочтение следует отдать схеме (рис.22.21), а при использовании электронных ламп схеме (рис.22.22,б), так как в схеме с компенсацией параметры КвР ухудшаются с подключением компенсирующей индуктивностиL_КОМП, а в схеме с нейтрализацией – нет.

Двухкаскадная схема Батлера считается одной из лучших схем КАГ и при реализации её в ламповом варианте она превосходит по стабильности частоты большинство известных схем. Из-за ухудшения свойств эмиттерного повторителя с ростом частоты транзисторный вариант схемы Батлера применяется до частот 70…100 Мгц. Ламповый вариант схемы реализуется до частот раза в два выше.