13.3. Удвоитель частоты

Усилители класса С, рассмотренные в гл. 3, можно также применять для удвоения частоты высокочастотных колебаний. Для получения более высокого коэффициента умножения час­тоты можно использовать несколько таких каскадов удвоения, соединив их последовательно один за другим. В схеме удвоения транзистор может быть включен по схеме с общим эмиттером, общей базой, общим истоком, общим затвором и т.д. На рис. 13.3 показана схема удвоителя частоты, в которой транзи­стор включен по схеме с общей базой.

Входной сигнал от генератора несущей (или от предыдуще­го усилителя класса С) подается на резонансный контур в цепи базы Предположим, что частота, которую необходимо удвоить, равна 1000 кГц. Входной контур L₂Cj настроен на эту частоту, а контур L₃C₃ в цепи коллектора настроен на частоту 2000 кГц. Так как контуры в цепях коллектора и эмиттера настроены на разные частоты, то условия самовозбуждения в схеме не выпол­няются и не требуется производить нейтрализации в схеме удвоителя даже в случае схемы с общим эмиттером. Вообще говоря, контур в цепи коллектора может быть настроен на ча­стоту в три раза выше входной частоты, но следует иметь в виду, что к. п. д. схемы резко понижается с увеличением коэф­фициента умножения.

Так как рабочая точка усилителя класса С выходит за пре­делы линейной части характеристики транзистора, то ток тран­зистора содержит гармонические составляющие высоких частот. При обычной работе усилителя класса С эти гармонические составляющие сильно ослабляются входным и выходным конту­рами благодаря их высокой избирательности на резонансной ча­стоте. Однако в схеме удвоителя частоты коллекторный контур настроен на вторую гармонику, ток которой оказывается до­вольно значительным в составе тока коллектора. В схеме на рис. 13.3 элементы имеют те же значения, что и в схеме на рис. 3.8. Обратное напряжение смещения, подводимое к конту­ру C₁L₂, создает нужные условия для работы в режиме клас­са С.

Рис. 13.3. Схема удвоителя частоты на транзисторе.

13.4. Одностабильный мультивибратор

В промышленной электронике, радиолокационных и вычис­лительных устройствах часто применяются импульсные устрой­ства, которые после их запуска вырабатывают нормированный выходной импульс заданной длительности и высоты. Таким устройством является одностабильный мультивибратор, назы­ваемый также ждущим мультивибратором, однотактным релак­сатором или старт стопным, мультивибратором,. От обычного мультивибратора он отличается тем, что работает не в режиме автоколебаний. Одностабильный мультивибратор вырабатывает один выходной импульс при подаче на его вход запускающего импульса.

Схема транзисторного одностабильного мультивибратора изображена на рис. 13.4. На базу транзистора Т₂ подается от­рицательное напряжение, благодаря которому транзистор на­ходится в закрытом состоянии. При этом падение напряжения на коллекторном резисторе R₄ равно нулю, вследствие чего по­тенциал коллектора равен напряжению источника питания. На базу транзистора Т₁ подается прямое положительное смещение через резистор R₃. При этих условиях транзистор Т_г находится в открытом состоянии, а транзистор Т₂ — в закрытом.

Рис. 13.4. Одностабильяый мультивибратор.

Для получения выходного импульса на вход схемы должен поступать импульс запуска положительной полярности. Этот импульс переведет транзистор Т₂ в открытое состояние. Из-за протекания тока коллектора возникает падение напряжения на резисторе R₄, которое уменьшает коллекторное напряжение транзистора Т₂. Это уменьшение напряжения передается на ба­зу транзистора Т₁, который начинает запираться, вследствие че­го падение напряжения на резисторе R₁ уменьшается, а коллек­торное напряжение транзистора T₁ возрастает. Это в свою оче-редь увеличит прямое смещение на базе транзистора Т₂, что вызовет дальнейшее нарастание тока коллектора указанного транзистора Развитие описанного процесса приведет к полному открыванию транзистора Т₂ и закрыванию транзистора Т₁.

По окончании действия входного запускающего импульса пройдет некоторый интервал времени и на конденсаторе С₂ ус­тановится существовавшее на нем ранее напряжение, а источ­ник Е₂ закроет транзистор Т₂. В результате этого положитель­ное напряжение, приложенное к базе транзистора Т_1, увеличит­ся что вызовет его открывание, и, таким образом, восстановит­ся исходное состояние схемы. В процессе открывания и закры­вания транзистора Т₂ на выходе схемы появится импульс, дли­тельность которого определяется постоянной времени R₃С₂.