Генераторы LC-типа

Любой автогенератор LC - типа состоит из:

· колебательного контура, в котором возбуждаются незатухающие колебания требуемой частоты;

· источника электрической энергии, за счет которого в контуре поддерживаются незатухающие колебания;

· транзистора, посредством которого регулируется подача энергии, от источника в контур;

· элемента обратной связи, обеспечивающего передачу переменного напряжения необходимой величины из выходной цепи во входную, для поддержания незатухающих колебаний в колебательном контуре.

Простейшая схема автогенератора LC - типа на транзисторе приведена на рис. 23а.

а б

Рис. 23. Автогенератор LC - типа (а)

и пульсации тока коллектора (б)

Такая схема называется генератором с трансформаторной связью. Колебательный контур состоит из индуктивной катушки и конденсатора . Источником энергии является источник постоянного напряжения который отдает часть энергии в колебательный контур в моменты, когда в его внешней цепи, состоящей из колебательного контура и параллельно соединенного с ним транзистора, проходит ток. Регулятором служит транзистор, цепью обратной связи - катушка , индуктивно связанная с колебательным контуром.

При включении источника питания в коллекторной цепи транзистора возникает ток коллектора, который заряжает конденсатор колебательного контура. После заряда конденсатор разряжается на катушку . В результате в контуре возникают свободные колебания с частотой которые индуцируют в катушке связи переменное напряжение той же частоты, с которой происходят колебания в контуре. Это напряжение вызывает пульсацию тока коллектора (см. рис. 23б). Переменная составляющая этого тока восполняет потери энергии в контуре, создавая в нем усиленное транзистором переменное напряжение. Повышение напряжения на контуре приводит к новому нарастанию напряжения на катушке обратной связи , которое вызовет нарастание амплитуды переменной составляющей коллекторного тока, и т.д. В установившемся режиме рост тока в контуре ограничивается сопротивлением потерь, а также затуханием, вносимым в контур за счет прохождения тока по обмотке обратной связи .

Элементы схемы , , , предназначены для обеспечения необходимого режима работы по постоянному току и его термостабилизации. Дроссель является препятствием для переменной составляющей коллекторного тока, а конденсатор для его постоянной составляющей.

Незатухающие колебания в контуре автогенератора установятся лишь при выполнении двух основных условий. Первое из этих условий называют условием баланса фаз, которое сводится к тому, что в схеме генератора должна быть установлена положительная обратная связь между выходной и входной цепями транзистора.В этом режиме обеспечивается восполнение потерь энергии в контуре. Практически фазовое условие удовлетворяется, если напряжения на коллекторе и базе будут сдвинуты на , т.е. находится в противофазе. Это достигается соответствующим включением концов катушек и . При отсутствии самовозбуждения необходимо переключить концы катушки . Второе условие называют условием баланса амплитуд, которое состоит в том, что для возникновения автоколебательного режима необходима положительная обратная связь с выхода усилительного элемента на его вход, причем затухание в контуре должно компенсироваться.

Практически глубина положительной обратной связи должна быть такой, чтобы полностью восполнялись потери энергии в контуре.

Помимо рассмотренной выше схемы с трансформаторной связью широкое распространение получили трехточечные схемы с индуктивной автотрансформаторной (рис. 24а)и емкостной (рис. 24б)обратной связью (ОС).

а б

Рис. 24. Трехточечные схемы с индуктивно

автотрансформаторной (а)

и емкостной (б) обратной связью

В этих схемах колебательный контур подключен к электродам транзистора (по переменному току) тремя точками: эмиттер, коллектор, база. Элементы контура к электродам транзистора должны подключаться так, чтобы выполнялось фазовое условие самовозбуждения генератора. В автотрансформаторной схеме с индуктивной ОС (рис. 24а ) напряжение ОС снимается с части витков контурной катушки, которые заключены между эмиттером и базой транзистора, и через конденсатор С 1 подается на базу. Мгновенные значения напряжений па катушках и относительно средней точки противоположны (сдвинуты по фазе на 180°).

В результате в схеме устанавливается положительная ОС и обеспечивается баланс фаз.

Амплитудное условие самовозбуждения удовлетворяется подбором значения ОС (числа витков катушки связи).

В схеме с емкостной ОС (рис. 24б ) резонансный колебательный контур образован конденсаторами С 1, С 2и катушкой . Напряжение ОС снимается с конденсатора С 2. Фазовое условие самовозбуждения в схеме удовлетворяется, поскольку полярности мгновенных значений напряжений на конденсаторах противоположны по знаку. Условия баланса амплитуд обеспечиваются выбором емкости конденсатора С 2 ( при ее увеличении ОС уменьшается).

Дата добавления: 2014-11-29