Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

263

Таблица 5.Основные параметры высоковольтных и мощных ОУ

264

2.17. Генераторы электромагнитных колебаний на транзисторах

2.17.1. Основные понятия

Генератором электромагнитных колебаний называют радиоэлектронное устройство, преобразующее энергию источника питания в электромагнитные колебания заданной формы, необходимой частоты, мощности.

Генераторы электромагнитных колебаний подразделяются на автогенераторы и генераторы с внешним возбуждением.

Автогенераторы – это радиоэлектронные устройства, преобразующие энергию источника питания в электромагнитные колебания в режиме самовозбуждения, т.е. без воздействия на вход внешних электромагнитных колебаний.

Генераторы с внешним возбуждением формируют электромагнитные колебания заданной формы, частоты и мощности только при поступлении на вход электромагнитных сигналов возбуждения.

В радиоэлектронике широкое применение различных типов генераторов обусловлено тем, что генераторы необходимы почти в каждом устройстве, работа которого связана с периодическими процессами. Они применяются для измерения точного времени и исследования сигналов в осциллографах, частотомерах, мультиметрах, в электронных часах, в ЭВМ и т.д.

Генератор может применяться в качестве источника импульсов со стабильной частотой, в качестве опорного интервала времени. Генераторы широко применяются в радиопередающих и радиоприемных устройствах, в телевизионной технике.

Генераторы классифицируются по форме и параметрам вырабатываемых колебаний, по области применения. Различают генераторы синусоидальных колебаний и релаксационные генераторы, генераторы линейных импульсов. По назначению генераторы бывают измерительные, используемые в средствах связи, медицине, технологических устройствах, в вычислительной технике.

Генераторы в зависимости от назначения должны обеспечивать колебания в широком диапазоне частот от долей герц до десятков гигагерц.

Генераторы с внешним возбуждением подобны усилителям, на вход которых подаются колебания, формируемые зачастую авто-

3

генератором, принципы работы которого рассмотрим более детально.

Структурная схема автогенератора (рис. 1.120) включает источник питания (ИП), активный четырехполюсник (АЧ), пассивный четырехполюсник (ПЧ). Автогенератор - нелинейное устройство, так как включает активные элементы.

Активный четырехполюсник содержит активный элемент, который может быть диодом с отрицательным участком вольтамперной характекристики, полевым или биполярным транзистором, лампой и т.д. Активный элемент обеспечивает подачу энергии от источника питания в колебательную систему (КС). Пассивный четырехполюсник включает колебательную систему, цепь обратной связи и внешнюю нагрузку.

Колебательная система в зависимости от диапазона генерируемых частот может быть на основе LC – контуров (LC – генераторы), резистивноемкостных схем (RC – генераторы), на основе пьезоэлектрических резонаторов, на устройствах активноповерхностных волн (АПВ).

Процесс возбуждения колебаний происходит при включении источника питания, при этом в колебательную систему вносится извне некоторое количество энергии в виде флуктуации зарядов. Колебательная система выделяет спектральную составляющую с частотой, равной еѐ собственной частоте, которая за счет цепи положительной обратной связи подается на вход активного четырехполюсника и усиливается. Усиленные колебания снова поступают в контур. Режим нарастания амплитуды колебаний называется переходным, а режим, когда устанавливается постоянное значение амплитуды – стационарным режимом работы автогенератора. Переход в стационарный режим обусловлен нелинейными свойствами активного четырехполюсника. При достижении определенного значения амплитуды коэффициент усиления активного четырехполюсника уменьшается и амплитуда сигнала не изменяется (рис.

2.120).

4

5