Generaator on isevõnkuv elektrivooluimpulsse genereeriv süsteem, milles transistor täidab lülituselemendi rolli. Algselt, alates selle leiutise hetkest, oli transistor paigutatud võimenduselemendina. Esimese transistori esitlus toimus 1947. aastal. Väljatransistori esitlus toimus veidi hiljem - aastal 1953. Impulssgeneraatorites täidab ta lüliti rolli ja ainult vahelduvvoolugeneraatorites realiseerib oma võimendavaid omadusi, osaledes samal ajal toetava positiivse tagasiside loomises. võnkeprotsess.
Sagedusvahemiku jagamise visuaalne illustratsioon
Klassifikatsioon
Transistorgeneraatoritel on mitu klassifikatsiooni:
- väljundsignaali sagedusvahemiku järgi;
- väljundsignaali tüübi järgi;
- vastavalt tööpõhimõttele.
Sagedusvahemik on subjektiivne väärtus, kuid standardiseerimiseks aktsepteeritakse järgmist sagedusvahemiku jaotust:
- 30 Hz kuni 300 kHz – madalsagedus (LF);
- 300 kHz kuni 3 MHz – keskmine sagedus (MF);
- 3 MHz kuni 300 MHz – kõrgsagedus (HF);
- üle 300 MHz – ülikõrge sagedus (mikrolaineahi).
See on sagedusvahemiku jaotus raadiolainete valdkonnas. Seal on helisagedusvahemik (AF) - 16 Hz kuni 22 kHz. Seega, soovides rõhutada generaatori sagedusvahemikku, nimetatakse seda näiteks HF või LF generaatoriks. Helivahemiku sagedused jagunevad omakorda samuti HF, MF ja LF.
Vastavalt väljundsignaali tüübile võivad generaatorid olla:
- sinusoidne – sinusoidsete signaalide genereerimiseks;
- funktsionaalne – erikujuliste signaalide isevõnkumiseks. Erijuhtum on ristkülikukujuline impulssgeneraator;
- Mürageneraatorid on laia sagedusvahemikuga generaatorid, milles antud sagedusvahemikus on signaali spekter ühtlane sageduskarakteristiku alumisest kuni ülemise osani.
Vastavalt generaatorite tööpõhimõttele:
- RC generaatorid;
- LC generaatorid;
- Blokeerivad generaatorid on lühikese impulsi generaatorid.
Põhimõtteliste piirangute tõttu kasutatakse RC-ostsillaatoreid tavaliselt madalsagedus- ja helivahemikus ning LC-ostsillaatoreid kõrgsagedusalas.
Generaatori vooluring
RC ja LC sinusoidsed generaatorid
Kõige lihtsam viis transistorgeneraatori rakendamiseks on mahtuvuslik kolmepunktiline vooluring - Colpittsi generaator (joonis allpool).
Transistori ostsillaatori ahel (Colpittsi ostsillaator)
Colpittsi ahelas on elemendid (C1), (C2), (L) sageduse seadistusega. Ülejäänud elemendid on standardsed transistorjuhtmed, et tagada vajalik alalisvoolu töörežiim. Induktiivse kolmepunktilise vooluahela järgi kokku pandud generaatoril – Hartley generaatoril – on sama lihtne vooluring (joonis allpool).
Kolmepunktiline induktiivsidestatud generaatoriahel (Hartley generaator)
Selles vooluringis määrab generaatori sageduse paralleellülitus, mis sisaldab elemente (C), (La), (Lb). Kondensaator (C) on vajalik positiivse vahelduvvoolu tagasiside loomiseks.
Sellise generaatori praktiline rakendamine on keerulisem, kuna see nõuab kraaniga induktiivsuse olemasolu.
Mõlemat isevõnkegeneraatorit kasutatakse peamiselt kesk- ja kõrgsagedusvahemikus kandesagedusgeneraatoritena, sageduse seadistustes lokaalsetes ostsillaatorites jne. Raadiovastuvõtja regeneraatorid põhinevad samuti ostsillaatorgeneraatoritel. See rakendus nõuab kõrgsageduslikku stabiilsust, seega on vooluringi peaaegu alati täiendatud kvartsvõnkeresonaatoriga.
Kvartsresonaatoril põhineval põhivoolugeneraatoril on isevõnkumised väga suure RF-generaatori sagedusväärtuse seadmise täpsusega. Miljardid protsendid on piirist kaugel. Raadioregeneraatorid kasutavad ainult kvartssageduse stabiliseerimist.
Generaatorite töötamine madala sagedusega voolu ja helisageduse piirkonnas on seotud raskustega kõrge induktiivsuse väärtuste realiseerimisel. Täpsemalt vajaliku induktiivpooli mõõtmetes.
Pierce'i generaatori ahel on Colpittsi ahela modifikatsioon, mis on rakendatud ilma induktiivsust kasutamata (joonis allpool).
Torgake generaatori ahel ilma induktiivsust kasutamata
Pierce'i ahelas asendatakse induktiivsus kvartsresonaatoriga, mis välistab aeganõudva ja mahuka induktiivpooli ning piirab samal ajal ülemist võnkevahemikku.
Kondensaator (C3) ei lase transistori baaspinge alalisvoolukomponendil üle minna kvartsresonaatorile. Selline generaator suudab tekitada kuni 25 MHz võnkumisi, sealhulgas helisagedust.
Kõigi ülaltoodud generaatorite töö põhineb mahtuvusest ja induktiivsusest koosneva võnkesüsteemi resonantsomadustel. Vastavalt sellele määratakse võnkesagedus nende elementide hinnangute järgi.
RC-voolugeneraatorid kasutavad takistus-mahtuvusahelas faasinihke põhimõtet. Kõige sagedamini kasutatav vooluahel on faasinihke kett (joonis allpool).
RC-generaatori ahel faasinihke ahelaga
Elemendid (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) teostavad isevõnkumiste tekkeks vajaliku positiivse tagasiside saamiseks faasinihet. Tekkimine toimub sagedustel, mille faasinihe on optimaalne (180 kraadi). Faasi nihutamisahel põhjustab signaali tugevat sumbumist, seega on sellisel ahelal suurenenud nõuded transistori võimendusele. Wieni sillaga vooluahel on transistori parameetrite suhtes vähem nõudlik (joonis allpool).
RC generaatori ahel Wieni sillaga
Topelt-T-kujuline Wieni sild koosneb elementidest (C1), (C2), (R3) ja (R1), (R2), (C3) ning on kitsaribaline sälkfilter, mis on häälestatud võnkesagedusele. Kõigi teiste sageduste puhul on transistor kaetud sügava negatiivse ühendusega.
Funktsionaalsed voolugeneraatorid
Funktsionaalsed generaatorid on ette nähtud teatud kujuga impulsside jada genereerimiseks (kuju kirjeldab teatud funktsioon - sellest ka nimi). Kõige tavalisemad generaatorid on ristkülikukujulised (kui impulsi kestuse ja võnkeperioodi suhe on ½, siis nimetatakse seda jada "meanderiks"), kolmnurksed ja saehambaimpulsid. Lihtsaim ristkülikukujuline impulssgeneraator on multivibraator, mida esitletakse kui esimest vooluringi, mida algajad raadioamatöörid saavad oma kätega kokku panna (joonis allpool).
Multivibraatori ahel - ristkülikukujuline impulssgeneraator
Multivibraatori eripära on see, et sellega saab kasutada peaaegu kõiki transistore. Impulsside ja nendevaheliste pauside kestus määratakse transistoride (Rb1), Cb1 ja (Rb2), (Cb2) baasahelates olevate kondensaatorite ja takistite väärtustega.
Voolu isevõnkumise sagedus võib varieeruda hertsi ühikutest kümnete kilohertsini. HF isevõnkumisi ei saa multivibraatoril realiseerida.
Kolmnurksete (saehamba) impulsside generaatorid ehitatakse reeglina ristkülikukujuliste impulsside generaatorite (peaostsillaator) baasil, lisades parandusahela (joonis allpool).
Kolmnurkse impulsi generaatori ahel
Kolmnurkse lähedase impulsside kuju määrab kondensaatori C plaatide laadimis-tühjenemise pinge.
Blokeeriv generaator
Blokeerivate generaatorite eesmärk on genereerida võimsaid järskude servade ja madala töötsükliga vooluimpulsse. Pauside kestus impulsside vahel on palju pikem kui impulsside endi kestus. Blokeerivaid generaatoreid kasutatakse impulsside kujundajates ja võrdlusseadmetes, kuid põhiliseks kasutusalaks on põhiline horisontaalne skaneerimisostsillaator elektronkiiretorudel põhinevates teabekuvaseadmetes. Blokeerivaid generaatoreid kasutatakse edukalt ka võimsuse muundamise seadmetes.
Väljatransistoridel põhinevad generaatorid
Väljatransistoride eripäraks on väga kõrge sisendtakistus, mille järjestus on võrreldav elektroonikatorude takistusega. Eespool loetletud vooluringilahendused on universaalsed, need on lihtsalt kohandatud erinevat tüüpi aktiivelementide kasutamiseks. Colpitts, Hartley ja teised väljatransistoril valmistatud generaatorid erinevad ainult elementide nimiväärtuste poolest.
Sageduse seadistusahelatel on samad seosed. Kõrgsagedusvõnkumiste tekitamiseks on mõnevõrra eelistatav lihtne generaator, mis on valmistatud väljatransistoril, kasutades induktiivset kolmepunktiahelat. Fakt on see, et suure sisendtakistusega väljatransistor ei mõjuta induktiivsust praktiliselt ja seetõttu töötab kõrgsagedusgeneraator stabiilsemalt.
Müra generaatorid
Mürageneraatorite eripäraks on sagedusreaktsiooni ühtsus teatud vahemikus, see tähendab, et kõigi antud vahemikus olevate sageduste võnkumiste amplituud on sama. Mürageneraatoreid kasutatakse mõõteseadmetes testitava tee sageduskarakteristikute hindamiseks. Helimüra generaatoreid täiendatakse sageli sageduskarakteristiku korrektoriga, et kohaneda inimkuulmise subjektiivse helitugevusega. Seda müra nimetatakse "halliks".
Video
On veel mitmeid valdkondi, kus transistoride kasutamine on keeruline. Need on võimsad mikrolainegeneraatorid radarirakendustes ja kus on vaja eriti võimsaid kõrgsageduslikke impulsse. Võimsaid mikrolainetransistore pole veel välja töötatud. Kõigis muudes valdkondades on valdav enamus ostsillaatoreid valmistatud täielikult transistoridest. Sellel on mitu põhjust. Esiteks mõõtmed. Teiseks energiatarve. Kolmandaks, usaldusväärsus. Lisaks on transistore nende struktuuri olemuse tõttu väga lihtne miniatuurseks muuta.
Praegu on elektrooniliste siinuslaine generaatorite peamised tüübid LC-ostsillaatorid, kristall-ostsillaatorid ja RC-ostsillaatorid.
LC-generaatorites kasutatakse kas paralleelselt või järjestikku ühendatud kondensaatorist ja induktiivpoolist koosnevat võnkeahelat, mille parameetrid määravad võnkesageduse. LC-generaatoreid kasutatakse peamiselt raadiosagedusalas. Madalatel (heli)sagedustel on mugavam kasutada RC generaatoreid, milles võnkesageduse seadistamiseks kasutatakse takistus-mahtuvusahelat.
LC siinuslaine generaatorid.
LC-ostsillaatorite peamised tüübid on Hartley ostsillaator ja Colpittsi ostsillaator.
Hartley generaator.
Hartley generaatoris või nagu seda vooluahelat ka nimetatakse - induktiivne kolmepunktiline Võnkumiste tekkeks vajalik positiivne tagasiside võetakse võnkeahela induktiivpooli (L1 - L2) kraanist.
Colpittsi generaator.
Colpittsi generaatoris (kolmepunktiline mahtuvuslik) eemaldatakse positiivne tagasiside võnkeahela liitmahtuvuse (C1 - C2) keskpunktist. Colpittsi generaator on stabiilsem kui Hartley generaator ja seda kasutatakse sagedamini. Kui on vaja suurt stabiilsust, kasutatakse kristallostsillaatoreid.
Kvarts on materjal, mis on võimeline muutma mehaanilist energiat elektrienergiaks ja vastupidi. Kui kvartskristallile rakendatakse vahelduvpinge, hakkab see aja jooksul oma sagedusega võnkuma. Igal kristallil on oma resonantssagedus, mis sõltub selle suurusest ja struktuurist. Mida lähemal on rakendatava pinge sagedus resonantssagedusele, seda suurem on võnkumiste intensiivsus. Kvartsresonaatori valmistamiseks kantakse kristallilisele kvartsplaadile metallelektroodid.
Hartley kristallist ostsillaatoriahel paralleelse tagasisidega.
Kvarts on ühendatud tagasisideahelaga järjestikku. Kui võnkeahela sagedus kaldub kõrvale kvartsi sagedusest, suureneb kvartsi lainetakistus (impedants), mis vähendab võnkeahelale tagasisidet. Võnkeahel naaseb kvartssagedusele.
Pierce generaator.
Väga populaarne vooluahel, kuna see ei kasuta induktiivpooli.
Kvartsresonantsi ülempiir on 25 MHz. Kui on vaja stabiilset ostsillaatorit kõrgemal sagedusel, kasutatakse Butleri ahelat. Võnkeahel on häälestatud kvartssagedusele või mõne selle paaritu harmoonilise (kolmanda või viienda) sagedusele.
Selle lehe materjalide kasutamine on lubatud tingimusel, et sellel on link saidile
R-C siinuslaine generaatorid
Antialiasing RC filtrid
Väikese võimsusega alaldusahelates saab filtri õhuklappi asendada takistiga R Ф. Seda tüüpi filtreid nimetatakse nn. RC filtrid
Antialiasing RC-filtri arvutamisel tuleb arvesse võtta järgmisi tingimusi:
Filtri silumisfaktor
Takisti takistus R Ф seatakse tavaliselt piiridesse R Ф = (0,15...0,5)R H; Resistiivse-mahtuvusliku filtri kasutegur on suhteliselt väike ja ulatub tavaliselt 0,6...0,8 ja η f = 0,8 R Ф = 0,25 R H juures.
Takistus-mahtuvusfiltrite eelised: väikesed mõõtmed, kaal ja maksumus; puudus - madal efektiivsus.
Lihtsaim skeem R.C.- operatiivvõimendi sinusoidsete võnkumiste generaator on näidatud joonisel fig. 37a.
Riis. 37. RC siinuslaine generaator
RC-generaatorid kasutavad sageduse seadistamiseks takistus-mahtuvuslikku sidestust. Siinusvõnkegeneraatorite kaks peamist tüüpi on: faasinihke generaator ja Wieni sillal põhinev generaator. Faasinihke ostsillaator on tavaline faasinihke tagasisideahelaga võimendi. Vooluahelate kombinatsioonis on võimsuskadusid, seega peab transistor olema piisavalt suure võimendusega.
Generaatori sagedus arvutatakse valemi abil.
R selles valemis on takistuste R1, R2 väärtused (need on samad). C on vastavalt mis tahes mahtuvuse väärtus C1 või C2 (ka identne)
Generaatoripõhine Vina sild– kaheastmeline võimendi, millel on lülituslülitus ja pingejagur.
Takistid R1 ja R2 on sama väärtusega (takistuse osas), takisti R3 takistus on ligikaudu poole väiksem. Kondensaatorite C1 ja C2 mahtuvus on võrdne ning kondensaator C3 on ligikaudu kaks korda suurem.
Tekkivate võnkumiste sagedus määratakse suhtega.
Kus C on kondensaatori C1(C2) nimiväärtus, R on takistuse nimiväärtus - R1(R2).
Kui R1,R2 = 10KOm, R3=4,7KOm, C1,C2 =16nF, C3=33nF, on sagedus ligikaudu 1000Hz.
Kahe muutuva takisti (nagu R1 ja R2) abil saate sujuvalt muuta võnkesagedust laias vahemikus.
Lihtsa lülitusahela abil saab mitme alamvahemikuga sinusoidse võnkegeneraatori, millega saab vaheldumisi ühendada erineva võimsusega kondensaatoreid nagu C1, C2 ja C3. Selline seade võib olla raadioamatöörile väga kasulik, eelkõige erinevate võimendusastmete seadistamisel.
Elektroonilised siinusgeneraatorid (L, C – generaator)
LC generaatorid
Siinuslaine generaatorid on generaatorid, mis genereerivad sinusoidaalset pinget.
Neid klassifitseeritakse nende sagedusjuhtivate komponentide järgi. Kolm peamist ostsillaatoritüüpi on LC-ostsillaatorid, kristall-ostsillaatorid ja RC-ostsillaatorid.
LC-generaatorites kasutatakse kas paralleelselt või järjestikku ühendatud kondensaatorist ja induktiivpoolist koosnevat võnkeahelat, mille parameetrid määravad võnkesageduse.
Kristallostsillaatorid on sarnased LC-ostsillaatoritega, kuid tagavad suurema võnkestabiilsuse.
RC-ostsillaatoreid kasutatakse madalatel sagedustel ja võnkesageduse seadistamiseks kasutatakse takistuslik-mahtuvusahelat.
Vaatasime ühte võnkeahelat kasutavate generaatorite tüüpidest. Selliseid generaatoreid kasutatakse peamiselt ainult kõrgetel sagedustel, kuid madalamatel sagedustel genereerimise osakaalu puhul võib LC-generaatori kasutamine olla keeruline. Miks? Meenutagem valemit: KC generaatori sagedus arvutatakse valemiga
See tähendab: genereerimissageduse vähendamiseks on vaja suurendada peakondensaatori mahtuvust ja induktiivpooli induktiivsust ning see toob loomulikult kaasa suuruse suurenemise.
Seetõttu kasutavad nad suhteliselt madalate sageduste loomiseks RC generaatorid
mille tööpõhimõtet me kaalume.
Lihtsaima RC-generaatori vooluahel(seda nimetatakse ka kolmefaasilise faasiahelaga vooluringiks), mis on näidatud joonisel:
Diagramm näitab, et see on lihtsalt võimendi. Pealegi on see kaetud positiivse tagasisidega (POF): selle sisend on ühendatud väljundiga ja seetõttu on see pidevalt eneseergastuses. Ja RC-ostsillaatori sagedust juhib nn faasinihke ahel, mis koosneb elementidest C1R1, C2R2, C3R3.
Ühe takisti ja kondensaatori ahela abil saate faasinihke mitte rohkem kui 90º. Tegelikkuses osutub nihe 60º lähedale. Seetõttu tuleb 180º faasinihke saamiseks paigaldada kolm ketti. Viimase RC-ahela väljundist suunatakse signaal transistori alusele.
Töö algab hetkest, kui toiteallikas sisse lülitatakse. Saadud kollektorivooluimpulss sisaldab laia ja pidevat sageduste spektrit, mis sisaldab tingimata vajalikku genereerimissagedust. Sel juhul muutuvad faasinihkeahela häälestatud sageduse võnked summutamatuks. Võnkesagedus määratakse järgmise valemiga:
Sel juhul peab olema täidetud järgmine tingimus:
R1=R2=R3=R
C1=C2=C3=C
Sellised generaatorid saavad töötada ainult kindla sagedusega.
Lisaks faasinihke ahela kasutamisele on veel üks levinum variant. Generaator on samuti ehitatud transistorvõimendile, kuid faasinihke ahela asemel kasutatakse nn Wien-Robinsoni silda (perekonnanimi Vin on kirjutatud ühe “H”-ga!!). See näeb välja selline:
Skeemi vasak pool on passiivne RC ribapääsfilter, punktis A eemaldatakse väljundpinge.
Parem pool on nagu sagedusest sõltumatu jagur.
Üldiselt aktsepteeritakse, et R1=R2=R, C1=C2=C. Seejärel määratakse resonantssagedus järgmise avaldise abil:
Sel juhul on võimendusmoodul maksimaalne ja võrdne 1/3-ga ning faasinihe on null. Kui jagaja võimendus on võrdne ribapääsfiltri võimendusega, siis resonantssagedusel on punktide A ja B vaheline pinge null ning faasireaktsioon resonantssagedusel hüppab -90º-lt +90º-le. Üldiselt peab olema täidetud järgmine tingimus:
R3=2R4
Kuid on ainult üks probleem: seda kõike saab kaaluda ainult ideaalsetes tingimustes. Tegelikkuses pole kõik nii lihtne: vähimgi kõrvalekalle tingimusest R3 = 2R4 viib kas generatsiooni katkemiseni või võimendi küllastumiseni. Selgemaks muutmiseks ühendame Wieni silla operatsioonivõimendiga:
Üldiselt ei ole seda skeemi sel viisil võimalik kasutada, kuna igal juhul on silla parameetrites hajumine. Seetõttu võetakse takisti R4 asemel kasutusele mingisugune mittelineaarne või juhitav takistus.
Näiteks mittelineaarne takisti: kontrollitud takistus transistoride abil. Või võite ka takisti R4 asendada mikrovõimsusega hõõglambiga, mille dünaamiline takistus suureneb voolu amplituudi suurenedes. Hõõgniidil on üsna suur termiline inerts ja mitmesaja hertsi sagedustel see praktiliselt ei mõjuta ahela tööd ühe perioodi jooksul.
Wieni sillaga generaatoritel on üks hea omadus: kui R1 ja R2 asendada muutuva muutujaga (aga ainult kahekordsega), siis saab genereerimissagedust teatud piirides reguleerida.
Kondensaatorid C1 ja C2 on võimalik jagada sektsioonideks, siis on võimalik vahemikke vahetada ning kahe muutuva takisti R1R2 abil sagedust sujuvalt vahemikes reguleerida.
Peaaegu praktiline Wieni sillaga RC-ostsillaatori vooluahel on näidatud alloleval joonisel:
Siin: lüliti SA1 saab vahemikku lülitada ja topelttakisti R1 saab sagedust reguleerida. Võimendi DA2 sobib generaatori koormusega.
Võnkuahelatega generaatorite kasutamine (nt LC) alla 15-20 kHz sagedusega võnkumiste tekitamine on ahelate mahukuse tõttu keeruline ja ebamugav. Praegu on generaatorid nagu R.C. milles võnkeahela asemel kasutatakse selektiivseid RC filtreid. Generaatori tüüp R.C. suudab tekitada väga stabiilseid sinusoidaalseid võnkumisi suhteliselt laias sagedusvahemikus hertsi murdosast sadade kilohertsini. Lisaks on neil väikesed mõõtmed ja kaal. Tüübigeneraatorite kõige täielikumad eelised R.C. ilmuvad madala sagedusega piirkonnas.
Sinusoidaalse võnkegeneraatori tüübi plokkskeem R.C. näidatud joonisel fig. 1.5.
Riis. 1.5
Võimendi on ehitatud tavapärase takistusliku ahela järgi. Võimendi iseergastamiseks ehk algselt tekkivate võnkumiste muutmiseks summutamatuteks on vaja võimendi sisendile rakendada osa väljundpingest, mis ületab sisendpinge või on sellega võrdne ja langeb kokku koos sellega faasis ehk teisisõnu katta võimendi piisava sügavusega positiivse tagasisidega . Kui võimendi väljund on otse ühendatud selle sisendiga, tekib iseergutus, kuid tekitatud võnkumiste kuju erineb järsult sinusoidaalsest, kuna iseergastuse tingimused on samaaegselt täidetud paljude sagedustega võnkumiste korral. Sinusoidsete võnkumiste saamiseks on vajalik, et need tingimused oleksid täidetud ainult ühel kindlal sagedusel ja et neid rikutaks järsult kõigil teistel sagedustel.
Riis. 1.6
See probleem lahendatakse kasutades faasi nihutamise kett, millel on mitu linki R.C. ja see on mõeldud võimendi väljundpinge faasi pööramiseks 180° võrra. Faasimuutus sõltub linkide arvust P ja võrdne
Tänu sellele, et üks link R.C. muudab faaside kaupa< 90°, минимальное число звеньев фазовращающей цепочки P -- 3. Praktilistes generaatoriahelates kasutatakse tavaliselt kolmelülilisi faasinihkekette.
Joonisel fig. Joonisel 1.6 on kujutatud selliste ahelate kahte varianti, mida nimetatakse vastavalt “R-paralleelseks” ja “C-paralleelseks”. Nende ahelate genereeritud siinusvõnkumiste sagedus tingimusel R1 = R 2 = R 3 = R Ja C t = C 2 = C3 = C arvutatakse järgmiste valemite abil: joonisel fig. 1.6, a:
joonisel fig. 4,6, b:
Amplituudi tasakaalu tagamiseks peab võimendi võimendus olema võrdne sumbumisega või ületama selle faasinihkeahela poolt, mille kaudu väljundpinge antakse võimendi sisendisse.
Arvutused näitavad, et ülaltoodud skeemide puhul on sumbumine
Järelikult võivad ahelad, mis kasutavad identsete lülidega kolmelülilisi faasinihkekette, tekitada sinusoidaalseid võnkumisi sagedusega f 0 ainult siis, kui võimendi võimendus ületab 29.
Identsete lülidega faasinihkes ahelas on igal järgneval lülil eelmise suhtes manööverdusefekt. Lingide manööverdusefekti vähendamiseks ja sumbumise vähendamiseks faasinihke tagasiside ahelas kasutatakse nn. progressiivne ketid. Sel juhul valitakse iga järgneva lingi takisti takistus tn korda eelmise lingi takistus ja järgmiste linkide mahtuvus väheneb sama palju:
Tavaliselt väärtus T ei ületa 4--5.
Joonisel fig. 1.7 on näidatud tüüpi iseostsillaatori üks võimalikest ahelatest R.C. faasinihke ahelaga.
Faasitasakaalu tingimuste tagamise seisukohalt võiks sellise generaatori ehitada ühele transistorile (T2)ühise emitteriga. Kuid sel juhul läheb tagasisideahel takistist mööda R K võimendi transistor ja vähendab selle võimendust ning transistori madal sisendtakistus suurendab järsult sumbumist tagasisideahelas. Seetõttu on soovitatav eraldada faasinihke ahela väljund ja võimendi sisend, kasutades transistorile T1 kokkupandud emitteri järgijat.
Isegeneraatori töö algab hetkest, kui toiteallikas on sisse lülitatud. Saadud kollektorivooluimpulss sisaldab laia ja pidevat sageduste spektrit, mis sisaldab tingimata vajalikku genereerimissagedust. Iseergutustingimuste täitmise tõttu muutuvad selle sageduse võnked summutamatuks, samas kui kõigi teiste sageduste võnked, mille puhul faasitasakaalu tingimus ei ole täidetud, vaibuvad kiiresti.
Fikseeritud sagedusega siinusvõnkumiste tekitamiseks kasutatakse tavaliselt faasinihkeahelatega autogeneraatoreid. See on tingitud sageduse häälestamise keerukusest laias vahemikus. Autogeneraatorite tüüp R.C. on ehitatud veidi teisiti. Vaatleme seda küsimust üksikasjalikumalt.
Kui võimendi pöörab sisendsignaali faasi võrra 2? (näiteks paarisarvu astmetega võimendi), siis piisava sügavusega positiivse tagasisidega kattuna suudab see tekitada elektrilisi võnkeid ilma spetsiaalset faasinihkeahelat sisse lülitamata. Sinusoidaalsete võnkumiste vajaliku sageduse eraldamiseks kogu sellise vooluahela tekitatud sageduste spektrist on vaja tagada, et iseergastumistingimused oleksid täidetud ainult ühe sageduse puhul. Sel eesmärgil saab tagasisideahelasse lisada paralleelse jada-selektiivahela, mille skeem on näidatud joonisel fig. 1.8.
Riis. 1.7
Määrame selle ahela omadused, pidades seda pingejaguriks.
Väljund- ja sisendpinge vahel on ilmne seos
Selle vooluahela pinge ülekandetegur
Kvaasiresonantssagedusel w 0 peab pinge ülekandetegur olema võrdne reaalarvuga. See on võimalik ainult siis, kui viimase valemi lugejas ja nimetajas vastava matemaatilise tähisega väljendatud takistused on sama iseloomuga. See tingimus on täidetud ainult siis, kui nimetaja reaalosa on võrdne nulliga, s.o.
Sellest ka kvaasiresonantssagedus
Mis puudutab pinge ülekandetegurit, siis kvaasiresonantssagedusel on see võrdne
Väärtuse asendamine selle valemiga
Arvestades R1 = R 2 = R Ja C 1 = C 2 = C, leiame f 0 lõppväärtused
Vaadeldava selektiivahela poolt tekitatud sumbumine kvaasiresonantssagedusel on võrdne
See tähendab, et minimaalne võimendus, mille juures amplituudi tasakaalu tingimus on täidetud, peab samuti olema võrdne 3-ga. Ilmselgelt on seda nõuet üsna lihtne täita. Tõeline kaheastmeline transistorvõimendi (väikseim paarisarv) võimaldab teil saada palju suurema pingevõimenduse kui TO O = 3. Seetõttu on soovitav koos positiivse tagasisidega viia võimendisse ka negatiivne tagasiside, mis, vähendades võimendust, vähendab samal ajal oluliselt tekkivate võnkumiste võimalikke mittelineaarseid moonutusi. Sellise generaatori skemaatiline diagramm on näidatud joonisel fig. 1.9.
Transistori RC ostsillaatori skeem koos sageduse häälestamisega
Transistori T1 emitteri ahelas olev termistor on ette nähtud väljundpinge amplituudi stabiliseerimiseks temperatuuri muutumisel. Sageduse reguleerimine toimub ühendatud potentsiomeetri abil R1R2.
Praegu kasutatakse generaatorite ehitamiseks harva diskreetseid elemente (transistore). Enamasti kasutatakse nendel eesmärkidel erinevat tüüpi integraallülitusi. Operatsioonivõimenditele, kordajatele, komparaatoritele ja taimeritele ehitatud vooluringid eristuvad nende lihtsuse, stabiilsete parameetrite ja mitmekülgsuse poolest. Operatsioonivõimendi paindlikkus ja mitmekülgsus võimaldab teil luua peaaegu igat tüüpi generaatoreid rahuldavate parameetritega minimaalse arvu väliskomponentidega, kuid samal ajal hõlpsasti konfigureeritavaid ja reguleeritavaid.
Selliste generaatorite tööpõhimõte põhineb faasinihke või resonantselementide kasutamisel OS-i ahelates: Wien-sild, topelt-T-kujuline sild, nihutavad RC-ahelad.
Siinusvõnkumiste tekitamiseks on ka teisi võimalusi, näiteks kolmnurksete impulsside filtreerimise või ristkülikukujuliste impulsside esimese harmoonilise komponendi eraldamise teel.
