29. 2. Вопросы

1. Каковы три типа генераторов синусоидальных колебаний?

2. Нарисуйте схемы трех типов LC генератора.

3. Чем отличается генератор Колпитца от генератора Хартли?

4. Как можно улучшить стабильность LC генератора?

5. Каковы два типа RC генераторов, используемых для по­лучения синусоидальных колебаний?

29. 3. Генераторы несинусоидальных колебаний

Генераторы несинусоидальных колебаний генерируют несинусоидальные колебания. Это не какая-то особая фор­ма колебаний. Несинусоидальные колебания могут иметь прямоугольную, пилообразную или треугольную форму или комбинацию этих форм. Общей характеристикой для всех генераторов несинусоидальных колебаний является то, что все они — релаксационные генераторы. Релакса­ционный генератор запасает энергию в реактивной компо­ненте в течение одной фазы цикла колебаний и постепен­но отдает ее в течение релаксационной фазы цикла.

Релаксационными генераторами являются блокинг-ге- нераторы и мультивибраторы. На рис. 29-14 изображе­на схема блокинг-генератора. Причиной названия является то, что транзистор легко переводится в режим блокирова­ния (запирания). Условие блокирования определяется раз­рядом конденсатора С_г Конденсатор C_t заряжается через переход эмиттер-база транзистора Q_r Однако когда конден­сатор Cj заряжен, у него есть только один путь разряда — через резистор R_r Величина постоянной времени RC це-

+v_cc

О

Выход

Рис 29-14. Блокинг- генератор.

о

-к-

С,

почки из резистора и конденсатора устанавливает, как долго транзистор будет заперт (блокирован), а также определяет частоту колебаний. Большая постоянная вре­мени соответствует низкой частоте, а маленькая постоян­ная времени — высокой частоте.

Если выходное напряжение взять с RC цепочки в эмит- терной цепи транзистора, то оно будет иметь пилообразную форму (рис. 29-15). RC цепочка определяет частоту коле­баний и создает пилообразное напряжение. На транзистор подано напряжение смещения в прямом направлении через резистор R,. Как только транзистор Q_t начинает про­водить, конденсатор C_t быстро заряжается. Положитель­ный потенциал на верхней обкладке конденсатора С, сме­щает эмиттерный переход в обратном направлении, запи­рая транзистор Q_r Конденсатор С_х разряжается через резистор R₂, образуя задний фронт пилообразного импуль­са. Когда конденсатор C_t разряжается, транзистор Q, опять смещается в прямом направлении и начинает проводить, повторяя процесс.

Конденсатор С и резистор R₂ определяют частоту коле­баний. Сделав резистор R₂ переменным, можно изменять частоту колебаний. Если резистор R₂ имеет высокое сопро­тивление, постоянная времени RC цепочки велика и час­тота колебаний низка. Если резистор R₂ имеет низкое со­противление, постоянная времени RC цепочки уменьшит­ся и частота колебаний возрастет.

Мультивибратор — это релаксационный генератор, ко­торый может находиться в одном из двух временно ста­бильных состояний, и быстро переключаться из одного со­стояния в другое.

О

Рис, 29-15. Напря­жение пилообраз­ной формы, гене­рируемое блокинг- генератором.

На рис. 29-16 изображена основная схема автоколебатель­ного мультивибратора. Основой генератора являются два каскада, связанные между собой таким образом, что на вход каждого каскада подается сигнал с выхода другого каска­да. Когда один каскад открыт, другой заперт до тех пор, пока эти условия не поменяются местами. Цепь самовозбужда- ется благодаря наличию положительной обратной связи. Частота колебаний определяется параметрами цепи связи.

Астабильный мультивибратор является разновидностью автоколебательных мультивибраторов. Астабильный муль­тивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы. Из­менением постоянной времени RC цепочки цепей связи можно получить прямоугольные импульсы любой желае­мой ширины. Изменением значений резистора и конден­сатора может быть изменена рабочая частота. Стабильность частоты мультивибратора выше, чем у типового блокинг- генератора.

Интегральной микросхемой, которая может быть ис­пользована в качестве астабильного мультивибратора яв­ляется таймер 555 (рис. 29-17). Эта интегральная микро­схема может выполнять много функций. Она состоит из двух компараторов, триггера, выходного каскада и разряд­ного транзистора. На рис. 29-18 изображена схема, в ко­торой таймер 555 используется в качестве астабильного мультивибратора. Частота колебаний определяется резис­торами R_A и R_B и конденсатором С_г Эта цепь находит ши­рокое применение в промышленности.

+v_cc

4 8

Таймер 555 3 1 5

-о Выход

"LTLTL

Рис. 29-18. Астабиль- ный мультивибратор на основе таймера 555.