Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [ 99 ] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

На рис. 16.7, а приведена простейшая схема автогенератора на туннельном диоде. С помощью делителя R1R2 задается необходимое положение рабочей точки. Колебательный контур образован катушкой L и собственной емкостью диода Сд. Эквивалентная схема такого генератора может быть представлена в виде цепи, изображенной на рис. 16.7, б. Здесь / - общее активное сопротивление, учитывающее сопротивление делителя и сопротивление потерь контура. Условия самовозбужде-

ния будут выполняться, если величина пснсировать потери в контуре, т. е.

Rz<

Кроме того, необходимо, чтобы

-Rk \ окажется достаточной, чтобы ском-

L>Rj \~-Ra\C

(16.11)

(16.12)


Рис. 16.7. Принципиальная [а) и эквивалентная (б) схемы простейшего автогенератора на туннельном диоде.


R1 RZ ~Е


рис. 16.8. Схемы автогенераторов на туннельных диодах:

а - с последовательным питанием; б - с параллельным питанием.

При ЭТОМ схема самовозбуждается и генерирует колебания с частотой

;i6.i3)

4zi у LC LC

Ha рис. 16.8 показаны две разновидности типовых схем автогенераторов на туннельных диодах.

Следует обратить внимапие на то, что туннельный диод - двухполюсник. Поэтому схема автогенератора на туннельном диоде проще, чем на транзисторе, так как отпадает необходимость внешней обратной связи. Здесь обратная связь заложена, в самом физическом механизме работы диода и выражается в возникновении отрицательного сопротивления при правильном выборе рабочей точки на вольт-амперной характеристике. Из-за отсутствия внешней цепи обратной связи и большой крутизны падающего участка вольт-амперной характеристики автогенераторы на туннель-]1ых диодах имеют ряд особенностей. Прежде всего источник питания доллсн обладать малым внутренним сопротивлением R, чтобы рабочая точка могла попасть на падающий участок характеристики. Для этого необходимо выполнение условия

Rv.<\-RA (16.14)

- отрицательное сопротивление диода в рабочей точке. Из-за малой -Ra I резонансное сопротивление контура также оказывается малым:

где ]-/?д величины

mQp;;: (1,2 ч- 1,6) -/?д, (16.15)

добротность контура; р - вол-

где т - коэффициент связи диода с контуром; Q новое сопротивление контура.

Малая величина резонансного сопротивления контура обеспечивается слабой связью диода с контуром

;i6.i6)



Но для того чтобы контур обладал хорошими резонансными свойстнами, необходимо иметь pQ > I. Если считать допустимым pQ = 10 -~ 20 и принять Q = 100 -г- 200, то

p<(0.5I)l-/?J. (16.17)

Соотношения (16.14) - (16.17) используются для расчета контура автогенератора на туннельном диоде.

Схема на рис. 16.8, а получила название схемы с последовательнш! питанием диода (источник питания, контур и диод включены последовательно друг с другом). Напряжение источника питания обычно подается с помош.ью делителя. Для получения малого внутреннего сопротивления источника сопротивление резистора Rl следует выбирать из условия i?i<-йд].

Схема на рис. 16.8, б называется схемой параллельного питания. Здесь источник питания, диод и контур включены между собой параллельно (диод и источник питания -по постоянному току, контур и диод - по переменному). Для устранения самовозбуждения в контуре C2Lp последовательно с дросселем включается

резистор R, сопротивление которого выбирается из условия R < -7?д . При параллельном питании постоянный ток источника не поступает в контур, что предотвращает бесполезный нагрев катушки контура и способствует повышению стабильности генерируемой частоты.

16.5. СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ ХС-ГЕНЕРАТОРОВ

Важнейшим требованием, предъявляемым к автогенератору, является стабильность частоты генерируемых колебаний. Однако в процессе работы автогенератор подвергается различным влияниям» которые приводят к изменению его рабочей части. Основными причинами нестабильности частоты являются: изменения окружающей температуры, приводящие к изменению геометрических размеров и электрических свойств деталей схемы; изменения напряжения источников питания; механическая вибрация и деформация деталей и др. Кроме того, на стабильность частоты влияют паразитные иидуктивностн и емкости схемы - междуэлектродные емкости усилительных элементов, изменяющиеся с изменением режима работы, индуктивности выводов электродов, емкости монтажа и т. д. Уменьшение влияния этих факторов достигается применением для изготовления деталей материалов, мало меняющих свои свойства при изменении температуры, экранировкой и герметизацией контуров, стабилизацией источников питания, рациональным монтажом и т. д. Однако этими методами нельзя обеспечить очень высокую стабильность частоты, которая часто необходима при измерениях, радиосвязи и т. п.

Наиболее эффективной мерой повышения устойчивости частоты автогенераторов типа LC является кварцевая стабилизация. Она основана на прнме}1ении в схеме автогенератора кварцевых пластинок с сильно выраженным пьезоэлектрическим эффектом.

Если кварцевую пластинку сжать или растянуть, то на ее проти-вополол\ных гранях появляются равные по величине, но разные го знаку электрические заряды. Величина их пропорциональна давлению, а знаки зависят от направления силы давления. Это явление носит название прямого пьезоэлектрического эффекта. Если же к граням пластинки кварца приложить электрическое напряжение, то пластинка будет сжиматься или растягиваться в зависимости от полярности приложенного напряжения. Это явление назьшается обратным пьезоэлектрическим эффектом.




Ценным свойством кварца является очень высокая стабильность частоты механических колебании, которая определяется геометрическими размерами кварцевой пластинки и направлением деформации. Это свойство в сочетании с прямым пьезоэлектрическим эффектом, превращающим механические колебания в электрические, дает воз-р.южность использовать кварцевые пластинки для стабилизации частоты автогенератора. Эквивалентная схема кварцскон пластинки представлена на рис. 16.9, а.

Добротность такого эквивалентного последовательного контура достигает величины Qkb -f- 10 Поэтому фиксирующая способность кварцевой колебательной системы оказывается очень высокой. Одна из возможных схем кварцевого автогенератора показана парне. 16.9, б.

Основное требование к такому автогенератору - генерирование колебаний только на частоте/кв, определяемой кварцем. Это означает, что в автогенераторе не должны возникать колебания на других частотах и что генерация должна срываться при удалении кварца из схемы. Однако подключать кварц непосредственно параллельно туннельному диоду нельзя, поскольку резонансное сопротивление кварца (как сопротивление последовательного контура при резонансе) в большинстве случаев меньше величины -R\. В схеме, приведенкой г:а рис. 16.9, б, на всех частотах, кроме частоты последовательного резонанса кварца, общее сопротивление потерь R-2 таково, что условие самовозбуждения не выполняется. На частоте последовательного резонанса кварца его активное сопротивление уменьшается настолько, что резисторы R2 и оказываются включенными параллель-v.o. Общее сопротивление потерь в контуре при этом уменьшается, вследствие чего будут выполняться условия самогозбуждения и схема начнет генерировать колебания. Таким образом, генерация возможна лишь на одной строго фиксированной частоте, равной частоте собственных колебаний кварца. Очевидно, что стабилизация частоты с помощью кварца затрудняется, если в процессе работы требуется перестраи-гать частоту генерируемых колебаний. В этом случае надо иметь столько кварцевых пластин, сколько частот необходимо стабилизировать.

Рнс. 16,9, Эквивалентная схема (варцсЕои пластинки {а) и схема кварцевого автогенератора на туннельном диоде (ci).

16.6. АВТОГЕНЕРАТОРЫ ТИПА ПС

Применение генераторов с колебательными контурами (типа LC) для генерирования колебаний с частотами меньше 15-20 кГц затруднено н неудобью из-за громоздкости контуров. В настоящее время для этих целей широко используются генераторы типа RC, в которых вместо колебательного контура применяются избирательные/С-фильт-ры. Генераторы типа RC могут генерировать весьма стабильные сн-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [ 99 ] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0014