Электроника в вопросах и ответах - Хабловски И. - Страница 68

При сохранении высокой добротности катушки частота генератора выражается формулой f₀ =1/(2π√(L·C)) и, следовательно, не зависит от расположения вывода на катушке индуктивности.

Рис. 10.4. Трехточечный генератор с индуктивной ОС:

_{а — электрическая схема; б — эквивалентная схема включения контура}

Другие варианты трехточечного генератора с индуктивной ОС показаны на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Трехточечные схемы генераторов с индуктивной ОС:

_{а — с последовательным питанием и заземленным перестраиваемым конденсатором; б — с дополнительным выводом катушки; в — на полевом транзисторе; г — на электронной лампе}

Схема на рис. 10.5, а также питается последовательно, однако перестраиваемый конденсатор заземлен, поэтому в отличие от предыдущей схемы нет необходимости в его полной изоляции от массы.

В схеме на рис. 10.5, б используется дополнительный отвод на катушке, чтобы препятствовать демпфирующему действию транзистора и, следовательно, получить большую добротность. Трехточечные генераторы с индуктивной ОС на полевом транзисторе и электронной лампе представлены соответственно на рис. 10.5, в, г.

Емкостная трехточечная схема генератора (рис. 10.6, а) несколько отличается от индуктивной. Разница заключается в том, что в емкостной трехточечной схеме в качестве делителя используется конденсатор, а не катушка индуктивности. Подобный генератор также называют генератором с разделенной емкостью. На практике разделение конденсатора сводится к использованию двух последовательно включенных конденсаторов. Из эквивалентной схемы (рис. 10.6, б) следует, что четырехполюсник, включенный между коллекторов и базой и инвертирующий фазу выходного напряжения, состоит из индуктивности L, и конденсаторов C₁ и С₂.Действующее на конденсаторе С₁ напряжение подводится к базе после усиления предназначено для поддержания колебаний в схеме.

Рис 10.6. Трехточечный генератор с емкостной ОС:

_{а — электрическая схема; б — эквивалентная схема включения контура}

Емкость конденсатора C₁ обычно равна емкости конденсатора С₂. Частота колебаний зависит от индуктивности и эквивалентной емкости С_экв = C₁C₂/(C₁ + С₂) согласно формуле f₀ = 1/(2π√(L·С_экв)).

Перестройка генератора возможна путем одновременного изменения емкости обоих конденсаторов, поскольку отношение этих емкостей должно поддерживаться постоянным. Существуют также схемы с одиночным подстроечным конденсатором.

Другие варианты трехточечного генератора с емкостной ОС изображены на рис. 10.7. Схема на рис. 10.7, а содержит одиночный подстроечный конденсатор. Конденсаторы С₁ и С₂ обеспечивают соответствующий делитель напряжения. Схема с параллельным питанием представлена на рис 10.7, б. Конденсатор C₁ в этой схеме используется учитывая механическую симметрию схемы.

Рис. 10. 7. Трехточечные схемы генераторов с емкостной ОС:

_{а — с одиночным перестраиваемым контуром; б — на полевом транзисторе; в — на электронной лампе}

Разница между этими генераторами минимальна. Генератор Клаппа (рис. 10.8) является модификацией трехточечного генератора с емкостной ОС, заключающийся в использовании подстроечного конденсатора С₃, включенного последовательно с катушкой индуктивности контура. Конденсаторы С₁ и С₂ образуют емкостный делитель напряжения, как в генераторе по трехточечной емкостной схеме.

Рис. 10.8. Генератор Клаппа

Схема такого генератора показана на рис. 10.9. Он содержит два резонансных контура: один в цепи базы транзистора, другой — в цепи коллектора. Связь между контурами устанавливает результирующая емкость между коллектором и базой. Эта емкость состоит из обратной емкости транзистора и дополнительной внешней емкости. Колебание в схеме возникает в том случае, когда оба резонансных контура будут иметь сопротивление индуктивного характера. Это означает, что резонансные частоты контуров несколько выше, чем резонансная частота колебаний схемы. С учетом этого свойства схему можно свести к схеме трехточечного генератора с индуктивной связью.

Рис. 10.9. Генератор с резонансным контуром на входе и выходе

На нестабильность частоты генераторов влияют много факторов, наиважнейшими из которых являются температура, влажность, напряжение питания, недостаточная добротность контура и механические воздействия. Изменения температуры вызывают механические напряжения и деформации в катушке индуктивности и конденсаторе, которые имеют непосредственное влияние на параметры этих элементов. Аналогично влажность, влияя в основном на диэлектрическую проницаемость диэлектрика конденсатора, вызывает изменение его емкости.

Колебания напряжения питания вызывают изменения частоты, связанные с изменением параметров транзисторов, ламп и других активных элементов, а также изменение амплитуды колебаний и связанную с этим возможность появления нелинейных эффектов. Можно показать, что стабильность частоты генератора в большой мере зависит от добротности Q резонансного контура. Если добротность контура слишком мала из-за неправильного конструирования катушки индуктивности либо уменьшилась из-за нагрузки генератора слишком малым сопротивлением, то при этом увеличивается нестабильность частоты.

Изменения частоты генератора могут происходить также под влиянием внешних механических сил, например ударов или вибраций. Вибрации могут вызывать модуляцию частоты генератора.

Стабильность частоты генератора можно повысить путем устранения или уменьшения факторов, вызывающих нестабильность. В связи с этим следует использовать стабилизацию напряжения питания, обеспечить высокую добротность колебательного контура, изменив каскад, развязывающий нагрузку от генератора, и защитить схему от механических воздействий, используя, например, антивибрационную подвеску некоторых элементов. Кроме того, можно обеспечить температурную компенсацию, заключающуюся в использовании элементов контуров с такими зависимостями параметров от температуры, что изменение одного компенсируется изменением другого. Иногда достаточно использовать элементы с малыми температурными коэффициентами. LC-генератор, выполненный без специальных мер повышения стабильности частоты, имеет стабильность около 10^-3 — 10^-4. При тщательном исполнении можно получить стабильность порядка 10^-5.