Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 89
Текст из файла (страница 89)
В схемах с КвР между анодом и сеткой (коллектором и базой) к резонатору прикладываетсябольшее колебательное напряжение, через него протекает больший ток, нагревающийкварцевую пластину, что также ведёт к снижению стабильности частоты автоколебаний.Поэтому практическая проверка показывает, что в отношении стабильности частоты обесхемы являются приблизительно равноценными.Недостатком рассмотренных схем является то, что при использовании многоволнистых КвР (напомним, что у пластин таких резонаторов частоты основного и паразитногоколебаний близки, например, резонансные частоты колебаний по длине и толщине пластины не очень сильно различаются) может иметь место произвольный перескок частотыавтоколебаний с одного значения на другое.
Причиной перескока обычно является изменение температуры кварцевой пластины и режима работы АГ.В анодную или коллекторную цепь схем (рис.22.7) может быть включен параллельный колебательный контур. Это позволяет получить большую мощность, однако стабильность частоты автоколебаний снижается, так как увеличивается число нестабильных элементов. Наличие контура даёт возможность получить автоколебания на той из собственных частот КвР, которая желательна, что особенно важно при работе на механическихгармониках кварцевой пластины. Осцилляторные схемы КАГ с параллельным контуромпоказаны на рис.22.8.5См.
лекцию 19.Если строго, то в транзисторном АГ шунтирование КвР осуществляется параллельным соединением R2, R1.Но R2 << R1.6362СКССКСLКRCRККвРСКСЭRЭКвРLКСБЛСБЛ+ЕАR2R1+ЕКаКвРКвРСКСКLКRCС1RКСКС1СБЛ+ЕАLКСЭRЭСБЛR2бR1+ЕКРис.22.8Если учесть, что КвР эквивалентен параллельному колебательному контуру(рис.22.5), то схемы (рис.22.8) по существу представляют схемы двухконтурных АГ. Следовательно, для этих схем будут справедливы все положения теории двухконтурных АГсоответственно с общим катодом (ОК) (с общим эмиттером - ОЭ) и с общим анодом (ОА)(с общим коллектором - ОК).
Некоторое отличие состоит только в том, что контур, эквивалентный КвР, не полностью подключается к лампе или транзистору и поэтому обладаетиндуктивным сопротивлением в ограниченной области частот, в которой и возможны автоколебания.Так в схемах (рис.22.8,а), эквивалентных двухконтурным АГ с ОК (ОЭ), автоколебания, очевидно, будут возможны, если круговая резонансная частота контура ωКОНТ > ω2,где ω2 – частота параллельного резонанса КвР.
Автоколебания будут происходить нанижней частоте связи ωН, заключённой между частотами КвР ω1 и ω0, как показано нарис.22.9,а. На рис.22.9,б показана зависимость тока в контуре IКОНТ, а на рис.22.9,в показана зависимость постоянной составляющей I0 анодного или коллекторного тока от собственной (резонансной) частоты контура ωКОНТ (или ёмкости контура СК). Максимальнаямощность в контуре, следовательно и ток в контуре IКОНТ, получается, когда ωКОНТ → ω2,при этом частота автоколебаний ω → ω1, несколько не достигая частоты последовательного резонанса КвР, так как вблизи этой частоты реактивное сопротивление КвР xoe приближается к нулю (рис.22.6,б) и баланс фаз не будет выполняться.
Точно также, частотаавтоколебаний не достигает ω0, так как на этой частоте ещё велико активное сопротивление roe КвР (рис.22.6,б), что затрудняет выполнение условия самовозбуждения АГ.Характер изменения I0(ωКОНТ) объясняется тем, что при ωКОНТ → ω2 увеличиваетсяэквивалентное сопротивление колебательной системы АГxoe2 КОНТRoe ,roe roe КОНТтак как реактивное сопротивление контура хoe КОНТ, учитываемое в квадрате, возрастаетзаметнее, чем активная составляющая сопротивления контура roe КОНТ. Кроме того, активная составляющая эквивалентного сопротивления КвР roe при этом уменьшается, стремясь363к rК, так как частота автоколебаний стремится к частоте последовательного резонанса КвРω1. Указанные выше зависимости сопротивлений от частоты представлены на рис.22.10.ωω2ω0ωНω1аxoeСКω2CRoe К C0roeωКОНТ2 L C К КrКrКIКОНТω1 ω0 ω2ωбСКωКОНТI0roe КОНТxoe КОНТωвСКωКОНТωКОНТРис.22.9Рис.22.10Рост Roe приводит к уменьшению амплитуды импульсов анодного или коллекторноготока, к увеличению напряжённости режима, а следовательно, и к уменьшению постояннойсоставляющей I0 анодного или коллекторного тока.В схемах (рис.22.8,б), эквивалентных двухконтурному АГ с общим анодом (ОА)(общим коллектором – ОК), автоколебания возможны, если резонансная частота контураωКОНТ меньше частоты последовательного резонанса ω1 КвР.
Автоколебания происходятна верхней частоте связи ωВ колебательной системы АГ, заключенной между частотамиω1… ω0, не совпадая ни с одной из них: вблизи частоты ω1 мало реактивное сопротивление КвР (рис.22.6,б) и не выполняется баланс фаз, а вблизи частоты ω0 велико активноесопротивление КвР и не выполняется условие самовозбуждения АГ.На рис.22.11 показаны зависимости частоты автоколебаний ω, тока в контуре IКОНТ ипостоянной составляющей I0 анодного или коллекторного тока при изменении частотынастройки контура ωКОНТ или ёмкости контура СК.При увеличении ёмкости контура СК, то есть при понижении резонансной частотыконтура ωКОНТ, резонансная частота контура отклоняется от частоты автоколебаний и токв контуре IКОНТ уменьшается.
Эквивалентное сопротивление колебательной системы АГxoe2 КОНТRoe roe roe КОНТпри увеличении ёмкости контура СК падает, так как реактивное сопротивление контураxoe КОНТ резко уменьшается при отклонении от резонансной частоты контура. Сказанноепоясняется зависимостями рис.22.12.364ω2ω0ω1CRoe К C0roeω ωВаСКω1 ωКОНТxoe2 L C К КrКrКω1 ω0 ω2IКОНТωбСКωКОНТxoe КОНТI0roe КОНТωвСКωКОНТωКОНТРис.22.11Рис.22.12Уменьшение Roe приводит к увеличению импульсов анодного или коллекторного тока, уменьшает напряжённость режима работы лампы или транзистора и, следовательно,увеличивает постоянную составляющую I0 анодного или коллекторного тока.В рассмотренных схемах КАГ (рис.22.8) контур настраивают в рабочем режиме примерно на среднюю частоту участка автоколебаний.
Настраивать контур на частоту ωКОНТвблизи максимального значения тока в контуре не рекомендуется, так как незначительноеизменение ёмкости контура С может привести к срыву автоколебаний. Кроме того, в этойобласти велико значение С К , то есть мала стабильность частоты автоколебаний.При использовании схем (рис.22.8) в качестве гармониковых КАГ предпочтение следует отдать схемам (рис.22.8,б), в которых контур на частоте автоколебаний должен иметьёмкостную реакцию.
Будучи настроенным на частоту вблизи нужной гармоники, контуримеет индуктивную реакцию на всех низших гармониках, включая и основную частотуКвР, что делает невозможным самовозбуждение схемы на низших гармониках и основнойчастоте. В схемах (рис.22.8,а) контур на частоте автоколебаний должен иметь индуктивную реакцию. Будучи настроен на частоту вблизи желаемой гармоники, контур имеет индуктивное сопротивление и на всех низших гармониках, на которых схема легче возбуждается.
Для устранения этого недостатка используют контур с неполным включением 3-говида (подключение со стороныёмкостной ветви). Возможный ваССК1риант схемы гармоникового КАГ сLК СБЛтаким контуром показан на+ЕКСЭрис.22.13.СК2LБЛRЭКвРКонтур третьего вида имеетиндуктивную реакцию лишь в интервале между частотами его поR2R1следовательного и параллельногоРис.22.13резонансов. Ветвь контура LК, СК2(рис.22.13) должна иметь резонансную частоту выше всех нежелательных гармоник, тогда контур на этих гармоникахбудет иметь ёмкостное сопротивление и баланс фаз не будет выполняться.365Достоинством осцилляторных схем КАГ является их простота.
Схемы принципиально не могут возбуждаться, если кварцевая пластина не проявляет явление пьезоэффекта.Поэтому, если КвР изъять из схемы или заменить его ёмкостью, например, равной по величине статической ёмкости резонатора С0, или закоротить резонатор, то в правильно выполненной схеме автоколебания не возникнут. Если в схеме существуют автоколебания,то кварц принимает участие в работе схемы и этим гарантируется стабильность частотыимеющихся автоколебаний.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
