Генераторы гармонических сигналов

12.1.1. Генератором гармонических сигналов называется устройство, которое превращает энергию источника постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний.

Генераторы сигналов могут классифицироваться:

а) по форме генерированных сигналов:

генераторы гармонических колебаний;

генераторы негармоничсских колебаний (пилообразных, прямоуголь­ных и т. п.);

б) по способу возбуждения:

генераторы с независимым или внешним возбуждением;

генераторы с самовозбуждением (автогенераторы);

в) по виду обратной связи:

RС-генераторы;

LС-генераторы;

RL-генсраторы;

RLM-генераторы;

г) по генерированной частоте:

низкочастотные (до 100 кГц);

высокочастотные (0,1...100 МГц);

сверхвысокочастотныс (более 100 МГц).

Генератор с независимым возбуждением представляет собой усили­тель, на вход которого подается сигнал от автогенератора.

12.1..2. При критической положительной обратной связи усилитель гармонических колебаний превращается в генератор гармонических сигналов. Структурная схема этого генератора показана на рис. 16.33. Если входные и выходные напряжения, коэффициенты усиления и об­ратной связи представить как величины комплексные, то условие самовозбуждения имеет вид

В комплексных коэффициентах

j и y — сдвиги фаз напряжения усилите­лем и обратной связью.

Комплексные выражения условия са­мовозбуждения будут иметь такой вид:

условие баланса амплитуды

условие баланса фаз

При выполнении этих условий схема должна работать как автогенератор. Но для компенсации потерь в устройстве нужно выпол­нить соотношение

12.1..3. Возникновение автогенерации можно рассмотреть на при мере усилительной схемы p-n-p транзистора. Повышение потенциала базы уменьшает коллекторный ток и потенциал коллектора в следующие случаях:

а) если каким-то образом повысился потенциал коллектора (возрос ток при включении источника питания);

б) цепочка обратной связи с опозданием подала этот потенциал на базу и потенциал базы повысился, что повлекло уменьшение тока коллектора и его потенциала;

в) цепочка обратной связи через некоторое время подала уменьшение потенциала коллектора на базу и в результате этого увеличились ток коллектора и его потенциал;

г) без внешних сигналов устройство выдает на выходе электромагнитные колебания. При выполнении условий баланса амплитуд и фаз усилитель превратится в автогенератор синусоидальных колебаний.

12.1..4. Для примера можно рассмотреть RC-автогенератор, собранный по схеме с общим эмиттером (рис. 16.34).

Усилитель производит поворот фазы на 180°. Для обеспечения усло­вия баланса фаз цепь обратной связи также поворачивает фазу на 180° с помощью трехзвеньевой Г-образной RС-цепочки (на схеме пунктир). Частота колебаний регулируется подбором резисторов R и емкостей С. Регулировать коэффициент усиления K можно изменяя сопротивление нагрузки R_H.

Дата добавления: 2014-01-15