Глава 4 генераторы

4.1. Генератор по схеме Армстронга

[Этот тип генератора называют также автогенератором с трансформа­торной обратной связью. — Прим. ред.]

Генераторы звуковых и радиочастотных сигналов широко применяются в радиоэлектронном оборудовании. Они входят в состав связных и других приемников и передатчиков, а также используются в контрольно-испытательной аппаратуре. Сущест­вуют два основных типа генераторов: резонансные и релаксаци­онные. Частота сигнала на выходе резонансного генератора оп­ределяется резонансной частотой используемых колебательных контуров [Применяются также RС-генераторы гармонических колебаний. — Прим. ред.]. Частота сигналов, производимых релаксационным генератором, определяется параметрами активных и реактив­ных элементов.

Одним из первых генераторов резонансного типа является генератор с обратной связью, построенный по схеме, предложен­ной Армстронгом (рис. 4.1). Здесь частота генерации опреде­ляется резонансной частотой параллельного колебательного контура L₂C₂. Генерируемые колебания снимаются со вторичной обмотки L₃ трансформатора. Обмотка L₁, которая также связа­на с обмоткой L₂, служит для установления обратной связи между выходным колебательным контуром и входной цепью базы транзистора. При отпирании транзистора и возникновении коллекторного тока, поступающего в колебательный контур L₂C₂, в элементах последнего появляются составляющие пере­менного тока и напряжения. Благодаря действию трансформа­торной обратной связи в обмотке L₁ возникает переменное на­пряжение, которое передается на базу транзистора, что вызы­вает усиление переменной составляющей тока коллектора, по­ступающего в выходной колебательный контур. Таким образом, благодаря действию положительной обратной связи и колеба­тельным свойствам резонансного контура в нем за сравнитель­но короткое время устанавливаются непрерывные синусоидаль­ные колебания. Для возбуждения генератора необходимо, что­бы обмотки LI и L₂ были правильно сфазированы. Если выводы обмотки LI поменять местами, то обратная связь станет отрицательной и генерации не возникнет [Кроме условия баланса фаз, для установления автоколебаний в генера­торе должно также выполняться условие баланса амлитуд. — Прим. ред.]. Конденсатор С₃ за­мыкает переменную составляющую генерируемого тока через цепь эмиттера, развязывая тем самым источник питания по высокой частоте. Катушка индуктивности L₄ — высокочастотный дроссель.

Частота генерации определяется формулой

(4.1)

где fр — резонансная частота колебательного контура, Гц; L — индуктивность контура, Г; С — емкость контура, Ф.

Рис. 4.1. Генератор с обратной связью по схеме Армстронга.

Если С₂ в схеме на рис. 4.1 — конденсатор переменной ем­кости, то частоту генерации можно менять. При этом диапазон изменения частоты определяется диапазоном изменения емко­сти С₂ = С.

Индуктивность L = L₂ и емкость С = С₂ — основные частотно-задающие компоненты. Если в схеме имеются паразитные ин­дуктивности и емкости значительной величины, то при вычис­лении частоты генерации их необходимо учитывать [Следует также принимать во внимание влияние вспомогательных реак­тивных элементов C₁, Сз, L₁, L₂, L₁. — Прим. ред.]. Это осо-бенно существенно на высоких частотах, где паразитные емко­сти и распределенные индуктивности сильно влияют на частоту-генерируемого сигнала.

Если известна емкость контура, то индуктивность, необхо­димую для генерирования колебаний заданной частоты f, мож­но найти из формулы

(4.2)

Аналогично можно найти нужную величину емкости, если .известна величина индуктивности контура.