1.4.Транзисторний автогенератор

Однак, розглянуті вище елементи з, так би мовити, “природною” негативною диференціальною провідністю порівняно зрідка застосовуються на практиці. Справа в тому, що здебільше інтервал існування НДП у них досить вузький, амплітуда генерованих коливань виходить невеликою, а к.к.д. - низьким.

Кращі результати вдається одержати штучно створюючи НДП за допомогою керованих активних пристроїв - транзисторів або електронних ламп - шляхом їх увімкнення у кола з позитивним зворотним зв’язком. Саме по цьому шляху і ідуть у більшості випадків.

Для того, щоб у схемі, зображеній на рис.1.6а, мала місце генерація коливань, елемент з НДП, увімкнений паралельно до контуру, повинен пропускати максимальний струм в моменти, коли напруга на контурі найнизча. Навпаки, коли напруга на контурі максимальна, струм у колі має бути мінімальним (рис.1.7). Тобто струм , що створюється елементом з НДП, має бути протифазним до прикладеної до нього напруги.

Здійснити це можна, використовуючи як активний елемент транзистор і увімкнувши його так, щоб його колекторний струм примусово змінювався б у протифазі з прикладеною до нього напругою. Для керування колекторним струмом можна скористатися трансформаторною схемою (рис.1.6б), за допомогою якої на базу транзистора подається напруга пропорційна до контурної, але інвертована за фазою. Останнє можна забезпечити відповідним “оберненим” приєднанням кінців індуктивності зв’язку . На схемі кінці індуктивностейз синфазною напругою помічені чорними крапками.

Зображена схема є не що інше як резонансний підсилювач охоплений позитивним зворотним зв’язком. Дійсно, вхідна напруга відтворюється на контурі інвертованою за фазою і підсиленою уразів. Далі цей сигнал повертається на базу через трансформатор зазнавши поворот за фазою ще на 180^о та послаблений у разів. Цей поворот за фазою утворюється завдяки описаному вище з’єднанню кінців індуктивності, що забезпечує позитивний характер зворотного зв’язку і виконання фазової умови самозбудження. Що ж до амплітудної умови, то вона має бути забезпеченою достатньою величиною коефіцієнта зворотного зв’язкута коефіцієнта підсилення

Розглянемо тепер всі ці міркування з кількісної точки зору та пов’язавши це з наведеними вище умовами про негативний характер диференціальної провідності активного елементу.

Як було доведено вище, умовами самозбудження є нерівності

(1.1)

(1.2)

де - еквівалентний опір контуру, а- модуль негативної диференціальної провідності частини схеми ліворуч від лінії “” на рис.6б. Під величиноютут слід розуміти відношення амплітуди змінної частини колекторного струмудо амплітуди змінної частини колекторної напруги.

(1.3)

Колекторний струм визначається базовою напругою

(1.4)

Підставивши (1.4) у (1.3), одержимо

(1.5)

де - коефіцієнт трансформації нашого трансформатора. В залежності від полярності увімкненнявін може бути позитивним або негативним. Негативне значенняозначає, що напруга на базі протифазна до напруги на контурі. Саме цей варіант треба обрати щоб задовольнити нерівності (1.1). Таким чином, нерівність (1.1) має зміст фазової умови самозбудження.

Підставивши (1.5) до (1.2), приводимо (1.2) до вигляду

(1.6)

Величина є не що інше, як коефіцієнт підсилення резонансного підсилювача. Тому (1.6) може бути зведено до відомого виразу для амплітудної умови самозбудження

(1.7)

В реальних умовах еквівалентний опір контуру шунтується вихідною провідністю транзистора . Урахування цієї провідності дозволяє уточнити вираз (1.6), який тепер набуває вигляду

.