|
|
a О
X ш
Наоборот, если ни пассивные цепи, ни активный элемент Г. э. к. не обладают резонансными свойствами, то возможно возбуждение колебаний сложной формы,как перцодич., так и нспериодич. шумоподобных колебаний. Широкий класс таких Г. э. к. представляют собой релаксационные генераторы, в к-рых возбуждаются псрио-дич. колебания разнообразной формы. В них за каждый период колебаний теряется и вноиъ пополняется значит, часть колебат. энергии. Период колебаний при этом определяется временем релаксации (установления равновесия) в цепях генератора. Форма колебаний определяется совместно свойствами пассивных цепей и активного элемента и может быть самой разнообразной ≈ от скачкообразных, почти разрывных колебаний (в мультивибраторах) до колебаний, близких к гармоническим (генераторы Л С синусоидальных колебаний). Эта особенность релаксац. генераторов широко используется для получения электрич. колебаний спец. формы ≈ прямоугольных импульсов, пилообразного напряжения и тока, генерации гармонич. колебаний звуковой и сверхнизких частот и др. (см. Генератор пилообразного напряжения}.
Наиб, разнообразны виды генераторов гармонич. колебаний. Их оси* характеристиками являются частота колебаний, выходная мощность, кпд, возможность механич. или электрич. перестройки частоты, стабильность частоты, характеризуемая шириной генерируемой спектральной линии и чувствительностью к внеш. воздействиям (температурным, механич. и т. д.), а также возможность работы генератора в непрерывном или импульсном режиме. Принципы построения и конструкция Г. э. к. зависят от диапазона генерируемых частот.
Генераторы низких и радиочастот. Для таких генераторов размеры / всех элементов много меньше длины волны X{/<g;X), поэтому к ним применимы понятия и законы электрич, цепей с сосредоточ. параметрами.
LC-т енераторы содержат в качество осн. элемента пассишюй цепи колебат. контур из индуктивности L п ╦мкости 6', потери в к-ром компенсируются с помощью лампового или транзисторного усилителя л ли усилителя более сложной структуры, напр, операционного. Такие генераторы являются генераторами гармонич. колебаний с частотой со, близкой к резонансной частоте контура сопасс" (ЛС)"1'*. Рабочая полоса псречисл. активных элементов простирается лракти-
« МЙКС
чески от нулевой до иск-рои макс, частоты й>акт и значительно превышает полосу частот контура Дшакт~ ~со"ктС>Асопасс=^пасс/(?, Q ≈ добротность контура с уч╦том нагрузки. Поэтому влияние активного элемента на чистоту генерации невелико и обусловлено в
(положит, обратная связь) и колебат. энергия в контуре будет пополняться. Помимо индуктивной обратной связи применяются также автотрансформаторная и ╦мкостная обратная связь. Для улучшения электрич. параметров £6т-генераторов используют более сложные схемы и лампы спец. конструкции. Ламповые генераторы работают в диапазоне частот от десятков кГц до 1 ГГц. Ниж. частотная граница обусловлена малой добротностью контуров с низкими собств. частотами.
432
Рис, 4, Ламповый ЬС-генсра-тор гармонических колебаний с индуктивной обратной связью (К ≈ напряжение; питания, Е└, ≈ лапрнжение сме-
' СМ -1
тении, R ≈ мквивалентное сопротивление потерь).
осн. влиянием внутр. (межплектродных) ╦мкостей и мндуктпвлостсй вводов, а па высоких частотах ≈ нек-рым влиянием инерции электронов. Простейшая схема лампового генератора с индуктивной (трансформаторной) обратной связью приведена на рис. 4. Обратная связь осуществляется с помощью трансформатора, первичная обмотка к-рого вместе с конденсатором образует колебат. контур. Возникающие в контуре нач. колебания тока и напряжения за сч╦т индуктивной связи передаются на сетку триода и усиливаются в н╦м, приводя к пульсациям анодиого тока. При правильном подборе фазы напряжения па сетке эти пульсации будут складываться с нач. колебаниями тока
i
Верх, частотная граница связана с наличием у ламп паразитных межэлектрод->н пых ╦мкостей, индуктив-ностей вводов, конечный временем прол╦та электронов в лампе и др, факторами.
Рис. 5. Транзисторный LC-гсне- в транзисторных LC-W-раторы. г f J ператорах также используют три осн. типа обратной связи ≈ индуктивную, автотрансформаторную и ╦мкостную (соответственно я, бив рис. 5), Транзистор усиливает колебания, подводимые от контура через цепь обратной связи к базе, что позволяет осуществить подвод колебат. энергии в контур для его возбуждения и поддержания незатухающих колебаний. Транзисторные генераторы работают в диапазоне частот от песк, кГц до 10 ГГц.
Б кварцевых £6'-г операторах используется кварцевый резонатор, в к-ром энергия электрич. поля преобразуется в энергию механич. колебаний и обратно. Электрич. кварцевый резонатор аналогичен колебат. контуру с высокой добротностью до десятков млн. и слабой зависимостью резонансной частоты от темп-ры п др. факторов. Это позволяет добиться высокой стабильности генерируемой частоты.
RC-т е н е р а т о р ы не содержат колебат. контуров. Актинпым элементом управляет Л С-цепь обратной связи, создающая условия генерации лишь для одного гармонич. колебания с частотой, определяемой временем релаксации цепи. Применяются для получения гармонич. колебаний с частотами от нсск. Гц до сотен кГц (см. Генератор RC].
П а р а м с т р и ч. генераторы представляю: собой колебат. цепь (отд. контур или систему связанных контуров), в к-рой одна из ╦мкостей С или иидук-TUBii остей L, где запасается колебат. энергия, зависит от прплож. напряжения или протекающего тока. Действие парамстрич, генератора основано на явлении параметрического резонанса (см. также Параметрический генератор) Параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний).
Генераторы колебаний спец. формы являются обычно релаксац. генераторами. Наиб, распространены генераторы прямоугольных импульсов, пилообразного напряжения и тока, на основе к-рых строится также генераторы др. ф-ций. Мультивибратор является двухтактным устройством, генерирующим прямоугольные импульсы напряжения путем попеременного заряда и разряда двух ╦мкостей в ЛС-цепях с помощью электронных ламп или транзисторов. Частота повторения импульсов лежит обычно в пределах 100 Гц ≈ 10 кГц.
Плокинг-генераторы формируют короткие импульсы с длительностью 10~р≈10~5 с и крутыми фронтами,
")
}
