58. Транзисторные автогенераторы

Транзисторные автогенераторы имеют ряд существенных особенностей:

– рабочая частота транзисторного АГ, как правило, отличается от резонансной частоты колебательной системы в большей степени, чем у ламповых генераторов, что объясняется большей величиной емкости р-n-переходов (по сравнению с межэлектродными емкостями ламп);

– на работу транзисторного АГ оказывают весьма существенное влияние инерционные свойства триода, связанные с диффузионным характером движения носителей в области базы;

– емкости р-n-переходов не только значительно превышают межэлектродные емкости ламп, но и в значительной степени зависят от режима триода и температуры, что отрицательно сказывается на стабильности частоты АГ.

Различают три варианта схем автогенераторов:

– с трансформаторной (или индуктивной) связью;

– с автотрансформаторной связью;

– с емкостной связью.

Ниже представлены практические схемы транзисторных автогенераторов.

На рис.1.7, 1.8, 1.9 потенциометр R₁R₂ служит для подачи на базу небольшого смещения, которое обеспечивает достаточно высокую крутизну характеристики триода в исходном режиме и легкость возбуждения колебаний. Ток базы I_б0, протекающий через сопротивление R₃ создает положительное автоматическое смещение, обеспечивающее получение необходимого угла отсечки коллекторного тока в автоколебательном режиме АГ.

Рис.1.7. Автогенератор с трансформаторной ОС Рис.1.8. Автогенератор с автотрансформаторной ОС

Рис.1.9. Автогенератор с емкостной О.С. Рис. 1.10. Автогенератор с трансформаторной О.С.

Н а рис.1.10, 1.11, 1.12 напряжение смещения на базу подается с сопротивления R_б.

Е_б = I_б0  R_б

Рис.1.11. Автогенератор с автотрансформаторной О.С. 1.12. Автогенератор с емкостной О.С.

На рис.1.10 питание базы последовательное. На рис.1.11, 1.12 питание цепи базы параллельное.

1.5 Кварцевые автогенераторы

Кварцевая пластина обладает пьезоэлектрическим эффектом, суть которого заключается в следующем.

Если на кварцевую пластину воздействовать электрическими колебаниями, то на гранях пластины возникают механические напряжения, приводящие к

механическим колебаниям пластины. И, наоборот, переменные механические деформации пластины кварца приводят к появлению на гранях пластины переменных электрических напряжений.

Так как кварцевая пластина является упругим телом, то возникающие в ней колебания имеют собственные частоты. Если частота ЭДС, приложенной к пластине кварца, равна собственной частоте кварца, то наступит электрический и механический резонанс и ток во внешней цепи будет максимальным.

Механическая система в радиотехнике заменяется эквивалентной колебательной.

Рис.1.13. Эквивалентная схема кварцевого резонатора

Схемы кварцевых генераторов классифицируются в зависимости от того, между какими электродами включается кварц. Напомним, кварц используется в качестве индуктивности. Возможно подключение кварца к полупроводниковому триоду: между коллектором и базой, коллектором и эмиттером, эмиттером и базой.

Рис.1.15. Схема кварцевого Рис.1.16. Схема кварцевого

автогенератора с кварцем в цепи автогенератора с кварцем в цепи

коллектор-база коллектор-эмиттер

Рис.1.17. Схема кварцевого автогенератора с кварцем в цепи база-эмиттер

Наиболее распространенной является схема автогенератора с кварцем в цепи коллектор-база. Реже используется автогенератор с кварцем в цепи коллектор-эмиттер. Недостаток заключается в том, что кварц шунтируется выходным сопротивлением транзистора, которое в общем случае комплексно, а также кварц шунтируется резистором R_k. Кварцевый автогенератор с кварцем в цепи база-эмиттер используется редко из-за сильного шунтирования кварца малым входным сопротивлением транзистора, что приводит к уменьшению эквивалентной добротности колебательной системы, к снижению ее эквивалентного сопротивления.