7.2 Автоколебательные глин на транзисторах.

На рис. 7.5. приведена принципиальная схема автоколебательного генератора линейно-изменяющегося напряжения на транзисторе.

Рис. 7.5. Автоколебательный ГЛИН на транзисторе

Схема состоит из формирующей RC цепочки, отсекающего диода VD2, транзисторного ключа, собранного на транзисторе VT1.

На время формирования рабочего хода генератора диод VD2 закрыт и схема отключена от RC цепочки. Напряжение на конденсаторе С () изменяется по экспоненциальному закону.

.

На начальном участке экспоненты напряжение изменяется по линейному закону. Для обеспечения коэффициента нелинейности коэффициент использования напряжения выбирают порядка

.

При этом максимальное значение напряжения на конденсаторе С составит:

Режим по постоянному току выбирают для ключа таким образом, чтобы напряжение на коллекторе было меньше на величину напряжения отпирания диода (). По мере заряда конденсатора, когда станет более отрицательным, чем , диодVD2 откроется, и начнется лавинообразный процесс разряда емкости через диодVD2 и транзисторный ключ. При этом за счет малого сопротивления открытого диодаVD2 параллельно резистору подключен резисторR, что обуславливает большее значение тангенса угла наклона нагрузочной линии (см. рис. 7.6).

Рис. 7.6.

Положение нагрузочной линии до отпирания VD2 (I), а после отпирания изменяется и занимает положениеII. Напряжение на коллекторе возрастает по модулю от до ,что приводит к увеличению тока базы и тока через туннельный диод. Рабочая точка на характеристике туннельного диода занимала положение О₁(до отпиранияVD2) переходит в положение О₂за счет возросшего напряжения . Это приводит к тому, что напряжение на туннельном диоде скачком возрастает в 4-6 раз (до ), что обеспечивает надежное насыщение транзистораVT1 (см. рис. 7.6). Разряд конденсатора С в основном происходит через насыщенный транзисторVT1 и ток протекает по цепи от + черезVT1 (Э-К),VD2 на — . Напряжение быстро спадает до напряжения при этомVD2 запирается и схема отключается отRC-цепочки. После этого вновь начинается процесс формирования прямого хода. На рис. 7.7. приведена осциллограмма выходного напряжения рассмотренной схемы.

Рис. 7.7. Осциллограмма выходного напряжения автоколебательного ГЛИН на транзисторе

Расчет длительности прямого и обратного хода ГЛИН производят по формулам:

;

.

Подобные схемы генераторов работают в широком диапазоне частот, поскольку на частоту влияют в основном только параметры RС цепочки. Отношение порядка тысяч.

Схема ГЛИН, использующая принципу заряда конденсатора через токостабилизирующий элемент.

Такие схемы обеспечивают высокое качество линейности 0,01 при коэффициенте использования напряжения0,8. Эта схема использует однопереходный полевой транзистор (см. рис. 7.8.), работающий в режиме ключа.

Рис. 7.8. ГЛИН на однопереходном полевом транзисторе и токостабилизирующем элементе.

При использовании заряда конденсатора через токостабилизирующий элемент получим:

, при i_C=I=const, .

Транзистор VT2 работает в режиме источника тока, обеспечивая заряд конденсатора С постоянным током . Режим работы транзистора по постоянному току при обеспечивает при изменении в широких пределах постоянную величину (см. рис. 7.9). Стабилизация обеспечивается за счет стабилизации напряжения с помощью параметрического стабилизатора, собранного на стабилитронеVDи балансном резистореR2.

Рис. 7.9. Режим работы транзистора VT2 по постоянному току.

При подключении схемы к источнику питания с напряжением конденсатор С заряжается по цепи: от +через , ЭКVT2,Cдо —. Заряд конденсатора С осуществляется стабильным током . При достижении уровня напряжения порядка , которое определяется напряжением включения однопереходного полевого транзистораVT1. Он включается (входит в режим насыщения) и обеспечивает быстрый разряд конденсатора С через себя. При разряде конденсатора С напряжения и ток на нем уменьшаются и в некоторый момент времени напряжение на затворе достигает напряжения запирания транзистораVT1. При запертом транзистореVT1 начинается формирование очередного цикла заряда конденсатора С.