Транзисторный автогенератор с индуктивной связью
При подключении к
источнику питания Ек конденсатор контура
Ск заряжается по цепи: +Ек, Rэ,
эмиттер, базаБ коллектор транзистора,
Ск, (-Ек). Конденсатор Ск и катушка
индуктивности образуют колебательный
контур, в котором происходит колебательный
обмен энергией между Lк
и Ск с частотой f0,
определяемой параметрами этого контура.
В результате индуктивной связи между
Lk
и Loc
в катушке Loc
наводится переменное напряжение той
же частоты, что и в контуре. Это
напряжение подводится к участку эмиттер-база транзистора, что вызывает пульсацию коллекторного тока с частотой f0.
В генераторах гармонических сигналов цепь положительной ОС выполняется таким образом, чтобы условия баланса амплитуд выполнялись на одной частоте. Наиболее распространенными генераторами гармонических сигналов являются генераторы, в которых цепь положительной ОС выполнена на последовательных и параллельных RC и RL цепях и на кварцевых резонаторах.
Выполнить LC-генератор можно и без использования трансформаторной связи. В этих случаях цепь ОС подключается непосредственно к колебательному контуру, который состоит из нескольких секций индуктивности. В генераторах такого типа LC-контур соединен с усилительным каскадом в трех местах (тремя точками), поэтому их называют трехточечными.
Для реализации генератора с емкостной трехточечной связью в контур параллельно катушке индуктивности включается последовательно два конденсатора. Цепь ОС в этом случае подключается к общей точке этих конденсаторов.
Генератор с индуктивной трехточечной связью
Генераторы с LC-цепями широко применяются на высоких частотах. Низкочастотные генераторы обычно используют различные RC цепи. RC – генераторы в своей основе содержат схему одно или многокаскадного усилителя и цепь обратной связи на элементах R и C.
Рисунок - N-звенная Г-образная цепь ОС прямого вида Рисунок - Мост Вина (цепь обратной связи)
Обеспечить высокую стабильность частоты генерации можно при включении кварцевого резонатора в цепь ОС обычного LC – генератора. Для генерации колебаний необходимо настроить LC – контур на резонансную частоту кварцевого резонатора f0. В этом случае полное сопротивление LC – контура велико, что позволяет получить в каскаде КА, а сопротивление кварцевого резонатора (КР) КВ мало, что обеспечивает глубокую ПОС между коллектором и базой транзистора.
Частоту LC–контура можно выбирать гораздо больше резонансной частоты КВ. При этом резонатор возбудиться на соответствующей высшей гармонике. В серийных кварцевых резонаторах f0 =110 к Гц – 10М Гц, но некоторые из них могут возбуждаться на частотах до 250 М Гц. Таким образом, гармоника на высших гармониках целесообразна для получения генерации на частотах свыше 10 М Гц.
Если возбуждать кварцевый резонатор на основной частоте f0, то можно построить генератор и без использования LC – контура. Частота генерации здесь определяется значением f0. на частотах ниже 2 М Гц к КВ желательно подключить ёмкостный делитель напряжения, состоящий из конденсаторов С1и С2, который способствует выполнению баланса фаз на частоте генерации.
Если стабильность кварцевого генератора всё же оказывается недостаточной для некоторых специальных случаев, то следует определить термостатирование кварцевого генератора. Если даже получена хорошая температурная стабильность, остаются еще серьёзные причины, которые могут изменить частоту генерации: временные нестабильности, удары, старение и т.д. В тех случаях, когда стабильность термостатированных резонаторов не удовлетворяет предъявленным требованиям, можно рекомендовать лишь применять атомные стандартные частоты.
Рисунок – Схемы генераторов с кварцевым резонатором