На рис.1 приведена схема транзисторного авто­генератора с индуктивной связью. При подключении к источнику питания E_К конденсатор контура С_К заря­жается по цепи: +Е_К, резистор R_Э, эмиттер, база, коллектор транзистора Т, С_К, (-Е_К). Конденсатор С_Ки индуктивная катушка образуют параллельный коле­бательный контур, и, так как конденсатор С_К накопил определенную энергию, в контуре возникают свобод­ные колебания с частотой f₀ , которая определяется параметрами этого контура. В результате индуктивной связи между катушками L_K и l_ОСв катушке обратной связи L_ОСнаводится переменное напряжение той же частоты, что и в контуре. Это напряжение подводится к участку эмиттер — база транзистора, что вызывает пульсацию коллекторного тока с частотой f₀.

Если обратная связь положительная, переменная составляющая коллекторного тока усиливает колеба­ния в контуре, что вызывает увеличение амплитуды переменного напряжения на входе транзистора. Это, в свою очередь, вызывает новое увеличение амплитуды переменной составляющей коллекторного тока и т. д. Нарастание амплитуды переменной составляющей коллекторного тока ограничено, так как связь между входным и выходным напряжением транзистора опре­деляется характеристикой, приведенной на рис.2. Надо иметь в виду, что для установления режима незатухающих колебаний в контуре недостаточно только обеспечить положительную обратную связь. Необходимо, чтобы потери энергии в контуре были полностью скомпенсированы усилителем за счет энер­гии источника постоянного тока.

Таким образом, незатухающие колебания в контуре генератора устанавливаются при выполнении двух условий, которые называют условиями самовоз­буждения. Это условие баланса фаз, которое обеспечивается положительной обратной связью, и условие баланса амплитуд, зависящее от зна­чения коэффициента обратной связи β.

Частота колебаний автогенератора LC–типа вычисляется по формуле f₀=1/(2π).

ТРАНЗИСТОРНЫЙ АВТОГЕНЕРАТОР ТИПА RC.

Автогенераторы типа LCприменяют в основном на частотах выше 20 кГц, так как для более низких частот конструкция таких колебательных контуров громоздка. Для получения синусоидальных колебаний на низких частотах применяют более простые и де­шевые генераторы типа RC. Простейшая схема такого генератора приведена на рис.3.

Вместо колебательного контура в схеме включен резистор R_Н , а положительная обратная связь осуще­ствляется через фазовращательную цепь, состоящую из трех звеньев RC. Если выход данной схемы соеди­нить непосредственно с входом, обеспечив при этом условия самовозбуждения, то генерируемые колебания не будут синусоидальными. Для того чтобы схема вырабатывала именно синусоидальные колебания, по­ложительная обратная связь должна обеспечиваться только для одной определенной гармоники несину­соидальных колебаний. Эту функцию и выполняет фазовращательная цепь RC.

Параметры цепи должны быть выбраны так, чтобы при увеличении коллекторного тока и, следовательно, увеличении потенциала коллектора потенциал базы (рис.3) уменьшался. Иными словами, напряжения на коллекторе и на базе должны находиться в противофазе. Это и есть условие баланса фаз. Покажем с помощью упрощенной векторной диаграммы (рис.4), как выполняется это условие. При этом бу­дем полагать, что током в каждом последующем звене цепи RCможно пренебречь по сравнению с током в предыдущем звене. Переменная составляющая коллекторного напряжения U_K вызовет в цепи C₁R₁

ток, опережающий это напряжение по фазе на неко­торый угол. Этот угол определяется соотношением между Х_С1 и R₁, и может быть выбран равным 60°. Напряжение U_R1 в свою очередь, вызовет в цепи C₂R₂ ток с таким же соотношением параметров, как и в цепи C₁R₁. Это обеспечит сдвиг по фазе между U_R1, и U_R2 также на 60° и т. д. В итоге напряжение наR₂, приложенное к участку база — эмиттер тран­зистора Т (см. рис.3), окажется сдвинутым по отношению к U_K на 180°. Частота синусоидальных колебаний в схеме определяется параметрами цепи RC и при условии С₁=С₂=С₃=С; R₁=R₂=R₃+R'₂=R f₀=1/(2πRC).

Для выполнения условия баланса амплитуд коэф­фициент усиления усилителя должен быть больше ос­лабления, вносимого фазовращательной цепью RC. Для схемы, приведенной на рис.3, это ослабление равно 29.

ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ.

Генераторы линейно изменяющегося (пилообраз­ного) напряжения (ЛИН) должны вырабатывать на­пряжение, график которого приведен на рис.5. Это напряжение используют для получения развертки электронного луча в различных устройствах (осциллографах, телевизионных и радиолокационных индикато­рах и т. д.). Получение ЛИН, как правило, обеспечива­ется процессами зарядки или разрядки конденсатора. Простейший автогенератор пилообразного напря­жения построен на неоновой лампе (рис.6). В мо­мент подключения схемы к источнику постоянной ЭДС Е_аконденсатор С начинает заряжаться (через рези­стор R) и напряжение на нем нарастает так, как это показано на рис.7 (период времени Т₃). В момент времени t₁напряжение на конденсаторе С оказывается равным напряжению зажигания U_Знеоновой лам­пы. При этом сопротивление лампы резко падает и конденсатор С очень быстро разряжается до напряже­ния потухания лампы U_П (период времени Т_П). В мо­мент времени t₂, когда газовый разряд в неоновой лампе прекращается и ее сопротивление вновь резко возрастает, конденсатор С снова начинает относительно медленно

заряжаться до напряжения U_Зи т. д. Таким образом, на выходе схемы возникает пилообразное напряжение.

Необходимо отметить, что зарядка конденсатора в данной схеме происходит не по линейному, а по экспоненциальному закону. На рис.8 показаны кри­вые, соответствующие законам зарядки и разрядки конденсатора через резистор R..

Время зарядки конденсатора через резистор опре­деляется постоянной времени τ_З = RC