Транзисторный автогенератор с емкостной ОС

Генераторы с LC контуром

Для задания частоты колебаний в выходную цепь усилителя включается LC контур.

Достоинства:

LC генераторы имеют сравнительно высокую стабильность частоты колебаний, мало зависящую от изменения параметров транзистора.

Возможность получения колебаний, имеющих малый коэффициент гармоник

Недостатки:

Трудность изготовления температурнонезависимых индуктивностей.

Высокая их стоимость и габариты.

По способу включения колебательного контура в формировании цепи ОС различают три вида автогенераторов:

1. С индуктивной (трансформаторной) ОС;

2. Авторансформаторной ОС;

3. Емкостной ОС.

Транзисторный автогенератор с индуктивной ОС

Колебательный контур представлен L₁ и C₁.

ОС осуществляется с помощью L₂. При подключении к источнику питания -Е_к в LC контуре возникают свободные колебания с частотой .

По цепи ОС колебания передаются на базу VT в той же фазе. Это достигается выбором начала и конца катушки L₂. Далее колебания усиливаются на выходе VT и т. д. По мере нарастания амплитуды VT переходит из режима А в режим В, затем в С.

Конденсаторы С_б С_э определяют уровень напряжения на базе и эмиттере VT и заряжаются в зависимости от амплитуды колебаний однополярными импульсами тока в те моменты времени, когда транзистор открыт. Т. о., положение рабочей точки смещается из области линейной части характеристик VT в нелинейную.

Коэффициент усиления цепи уменьшается до достижения баланса амплитуд и колебания становятся стационарными. Для достижения баланса амплитуд задают и рассчитывают коэффициент ПОС. Он определяется соотношением витков катушек L₁ и L₂ и расстоянием между ними. При увеличении числа витков L₂ и сближении катушек глубина ОС возрастает.

Схема достаточно стабильна, т. к. определяется параметрами L и C.

Транзисторный автогенератор с автотрансформаторной ОС

Сигнал ОС в цепь базы вводится с помощью части обмотки колебательного контура L₂. Эта схема называется индуктивной трехточечной схемой, т.к. колебательный контур подключен к усилителю в трех точках.

Условие баланса фаз выполняется благодаря тому, что сигнал на L₁ противофазен сигналу на L₂.

Частота колебаний определяется .

Для постоянства частоты при изменении числа витков L₂ необходимо изменять число витков L₁.

Частоту колебаний в данных схемах изменяют, как правило, с помощью конденсатора переменной емкости в колебательном контуре. Для количественной оценки устойчивости автоколебаний вводят коэффициент регенерации, показывающий во сколько раз может быть уменьшена добротность колебательного контура по сравнению с исходным значением, чтобы не произошел срыв автоколебаний.

, где - индуктивное сопротивление катушки, - эквивалентное активное сопротивление контура, включая сопротивление транзистора.

Для автогенератора коэффициент регенерации не должен быть меньше 1,5 3.

Транзисторный автогенератор с емкостной ОС

Эта схема называется емкостной трехточечной.

Выходной сигнал снимается с , а сигнал ОС – с .

Условие баланса фаз выполняется, т.к. напряжения на и противофазны. Условие баланса амплитуд выполняется при правильном задании .

Частота колебаний .

Изменение частоты в такой схеме неудобно, т.к. приходится изменять число витков или перемещать ее сердечник.

Поэтому схему используют в основном как тактовый генератор с фиксированной частотой.

Добротность данных колебательных контуров должна быть достаточно высока, т.к. при малых происходит искажение формы генерируемых колебаний.

Иногда вместо конденсатора, определяющего частоту колебаний, включают варикап, изменяя приложенное к нему дополнительное постоянное напряжение.