34. Опишите схему и принцип действия lc-автогенератора.
LC-автогенераторы.
Схема автогенератора с резонансным LC-контуром показана на рис. 5.3, а. В этой схеме используется индуктивная связь обмотки резонансного контура являющегося нагрузкой однокаскадного усилителя по схеме ОЭ, со второй обмоткой Lб включенной в цепь возбуждения усилителя (в цепь базы). Элементы R1, R2, R3 и Cэ предназначены для обеспечения необходимого режима по постоянному току и его термостабилизации. Сопротивления rк и rб учитывают активные потери соответственно в контурной и базовой обмотках. За счет конденсатора С, реактивное сопротивление которого на частоте генерации незначительно, заземляется один конец базовой обмотки.
Рис. 5.3
Сопротивление контура на резонансной частоте носит чисто активный характер и равно Lк/(rкCк). Поэтому при воздействии на базу сигнала переменного тока с частотой, равной частоте резонанса, напряжение на коллекторе будет сдвинуто по фазе на 180° (как для каскада усиления по схеме ОЭ). Поскольку базовая и контурная обмотки имеют взаимную индуктивность, переменное напряжение на базовой обмотке Uбэ, а счет тока Iк, проходящего через контурную обмотку Lк, будет равно ± jwMIк, где М – коэффициент взаимоиндукции. Если выбрать направление намотки катушек таким, что Uбэ = -jwMIк, тo общий фазовый сдвиг в замкнутой цепи усилитель – звено обратной связи будет равен нулю. Это обеспечивает выполнение условия баланса фаз.
При этом частота колебаний LC-автогенератора выражается формулой
35. Опишите схему и принцип действия rc-автогенератора.
У RC-автогенераторов в диапазоне низких частот непомерно увеличиваются индуктивность и емкость колебательного контура. Поэтому в автогенераторах гармонических колебаний низкочастотного диапазона используют частотно-избирательные цепочки из элементов R и С. Такие автогенераторы называют RC-генераторами. Они имеют меньшие габариты при частотах от долей герц до десятков килогерц.
Чтобы из всего возможного спектра частот RC-автогенератор генерировал лишь одну какую-либо гармоническую составляющую, условия самовозбуждения генератора [формулы (5.4), (5.5)] должны быть выполнены на этой частоте.
Наиболее широкое применение находят RC-автогенераторы, в которых используют последовательно-параллельную, частотно-избирательную RC-цепочку (рис. 5.4, а). Квазирезонансная частота для этой цепочки
(5.9)
и коэффициент передачи напряжения на квазирезонансной частоте
β0 = Uвых/Uвх = 1/(1 + R1/R2 + С2/С1) (5.10)
Так как в реальных схемах обычно R1 = R2 = R и С1 = С2 = С, то соотношения (5.9) и (5.10) соответственно имеют вид f0 = 1/(2πRC), β0 = 1/3.
Рис. 5.4
Поскольку коэффициент передачи напряжения β0 — величина положительная, сдвиг фазы входного сигнала на квазирезонансной частоте отсутствует (φβ=0). Таким образом, для выполнения условий самовозбуждения усилительное звено RC-автогенератора должно обеспечивать фазовый сдвиг φk = 2 πn, где n = 0, 1, 2, 3 ..., поскольку φβ=0 [см. равенство (5.5)], и иметь коэффициент усиления, больший трех ((βКи > 1). Тем самым удовлетворяется условие баланса фаз и амплитуд.
Принципиальная схема RC-автогенератора на двухкаскадном усилителе по схеме ОЭ, в цепь положительной обратной связи которого включена последовательно-параллельная RC-цепь, показана на рис. 5.5, а. Двухкаскадный усилитель обеспечивает общий нулевой фазовый сдвиг (по 180° на каждый каскад). Благодаря тому, что последовательно-параллельная RC-цепь на квазирезонансной частоте f0 также обеспечивает фазовый сдвиг, равный нулю, условие баланса фаз выполняется именно на этой частоте, чем достигается получение синусоидальной формы кривой генерирующих колебаний.
Рис. 5.5
Так как двухкаскадный усилитель имеет коэффициент усиления, значительно превышающий 3, через цепочку Roc, Rэ1 введена отрицательная обратная связь, охватывающая оба каскада и снижающая коэффициент усиления до критического. Это позволяет о улучшить форму кривой генерируемых колебаний, а также повысить стабильность их частоты.