Генератор с трансформаторной связью

Генераторы типа LC

Электронные генераторы гармонических колебаний

Модуль 6.1.

Параметры генераторов

1. Частота (диапазон частот).

2. Напряжение и мощность генерируемых колебаний.

3. Форма колебаний.

4. Коэффициент нелинейных искажений формы.

5. Коэффициент стабильности частот.

6. Кпд генератора.

7. Масса и габариты.

Для построения таких генераторов обычно используются два типа усилительных схем - резонансные усилители и усилители на резисторах.

Генераторы, выполненные на основе резисторных усилителей, называют генераторами RC – типа. Они используются в диапазоне низких частот.

Незатухающие колебания в автогенераторах устанавливаются при выполнении двух основных условий самовозбуждения.

1. Баланс фаз. Сущность его сводится к тому, что в схеме должна быть установлена положительная обратная связь между выходными и входными цепями транзистора. Только в этом случае создаются необходимые предпосылки для восполнения потерь энергии (фазы входного и выходного сигналов совпадают).

2. Баланс амплитуд. Для существования автоколебательного режима ослабление сигнала, вносимое цепью обратной связи, должно компенсироваться усилителем. Глубина положительной обратной связи должна быть такой, чтобы потери энергии восполнялись полностью.

U_ОС ≥ U_ПОТЕРЬ

Положительная обратная связь должна быть оптимальной.

При слабой положительной обратной связи колебания будут затухающими. П

При сильной – наблюдаются искажения колебаний.

Схема такого генератора содержит: -колебательную систему (колебательный контур), в которой возбуждаются требуемые незатухающие колебания;

- источник электрической энергии, за счет которого в контуре поддерживаются незатухающие колебания; транзистор, регулирующий подачу энергии от источника в контур;

- элемент обратной связи, посредством которого осуществляется подача необходимого напряжения из выходной цепи во входную.

Практическое применение нашли три схемы LC – генераторов:

- с трансформаторной связью;

- индуктивная трехточка (автотрансформаторная связь);

- емкостная трехточка.

Схема генератора с трансформаторной связью приведена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема генератора с трансформаторной связью

Элементы имеют то же назначение, что и в усилителях – обеспечивают необходимый режим по постоянному току и его температурную стабилизацию.

L_К С_К – колебательный контур.

Конденсатор С_Б имеет малое сопротивление на высокой частоте и заземляет один конец базовой обмотки.

L_Б – катушка обратной связи.

При включения источника питания в коллекторной цепи транзистора течет ток I_К, заряжающий конденсатор контура C_К.

После зарядки конденсатора начинается его разряд на катушку L_К.

В результате обмена энергией между конденсатором и катушкой в контуре возникают свободные незатухающие колебания, частота которых определяется параметрами контура:

Переменный ток контура, проходя через катушку L_К создает переменное магнитное поле, которое за счет явления электромагнитной индукции наводит в катушке обратной связи L_Б переменную ЭДС той же частоты, с которой происходят колебания в колебательном контуре.

Напряжение на контур вызывает пульсацию тока коллектора, в котором появляется переменная составляющая.

Переменная составляющая коллекторного тока восполняет потери энергии в контуре, создавая на нем усиленное транзистором переменное напряжение.

В свою очередь это приводит к новому нарастанию напряжения на катушке связи L_Б, которое повлечет за собой новое нарастание амплитуды составляющей переменную коллекторного тока.

Рост коллекторного тока происходит в пределах активного участка выходной характеристики транзистора и прекращается, когда Iк на характеристике не меняется.

Амплитуда же колебаний в контуре ограничивается сопротивлением потерь контура, а также затуханием, вносимым в контур за счет протекания тока в базовой обмотке.

Так как резонансное сопротивление параллельного контура носит чисто активный характер, то при воздействии на базу сигнала с частотой, равной частоте резонанса (f вх=fрез), напряжение на коллекторе будет сдвинуто по фазе на 180⁰ (как для обычного резистивного усилительного каскада).

Направление намотки базовой катушки (L_Б) выбирают такое, чтобы общий сдвиг фаз в цепи: усилитель - обратная связь, был равен нулю, т.е. установилась положительная связь. Это условие баланса фаз.

Второе условие – баланс амплитуд выполняется изменением числа витков катушки обратной связи (L_Б), чтобы потери энергии в контуре восполнялись полностью.

Дата добавления: 2015-06-04