Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Схема (рис.22.15,в) лишена подобного недостатка: монтажная ёмкость КвР и монтажная ёмкость LКОМП не оказываютвлияния на элементы контура и его настройку.Фильтровые схемы КАГ обеспечивают в 10…100 раз лучшую стабильность частотыавтоколебаний при изменении питающих напряжений, чем осцилляторные схемы.
Одна изпричин этого в том, что межэлектродные ёмкости, как правило зависящие от режима АЭ,в фильтровых схемах подключаются к контуру через КвР, а не непосредственно, как в осцилляторных схемах.Благодаря применению компенсации статической ёмкости КвР удаётся строитьфильтровые схемы КАГ вплоть до частоты 300 МГц при возбуждении кварцевой пластины на 11 или 13 механической гармонике. Более часто фильтровые схемы КАГ используют на частотах до 50…100 МГц.Мостовые схемы КАГМостовые схемы КАГ относятся к фильтровым трёхточечным схемам с нейтрализацией статической ёмкости КвР С0.
Отличие мостовых схем от всех ранее рассмотренных370состоит в том, что в мостовых схемах цепь обратной связи образуется двумя ветвями, одна из которых включает нейтродинную ёмкость СНЕЙТР, а другая – кварцевый резонатор(КвР). Мостовые схемы КАГ могут быть построены на основе ёмкостной или индуктивной трёхточки. Схемы на основе индуктивной трёхточки более склонны к паразитномусамовозбуждению, нежели схемы на основе ёмкостной трёхточки.Возможные варианты мостовых схем на транзисторах представлены на рис.22.19.L4L2CСРRЭR1СРRЭL3R1R2СЭC2CВЫХC1СНЕЙТРКвРLСРRЭC3CДОПСЭC4C2CВЫХКвРСНЕЙТРСРRЭC3СЭCДОПR1R2вбC1rCБЛR1R2+EКаC4+EКL1CБЛ+EКCБЛКвРСНЕЙТРСЭCБЛrL2CДОПL3LCВЫХL4CСНЕЙТРКвРL1CДОПCВЫХ+EКR2гРис.22.19Аналогичный вид имеют схемы на электронных лампах.В схемах на основе ёмкостной трёхточки (рис.22.19,в, г) питание цепи коллектораосуществляется через небольшое антипаразитное сопротивление r, которое подключаетсяк точке контура, имеющей приблизительно нулевой высокочастотный потенциал.Если сравнивать попарно приведенные схемы (рис.22.19,а, б и рис.22.19,в, г), то видно, что они отличаются местами подключения КвР и нейтродинной ёмкости СНЕЙТР к ветви контура.10 Это приводит к тому, что автоколебания будут ближе либо к частоте последовательного резонанса кварцевой пластины ω1, либо к частоте её параллельного резонанса ω2 на интересующей гармонике.Контур во всех схемах настраивается на частоту желаемой гармоники КвР.
Мост L1,L2, СНЕЙТР, КвР в схемах (рис.22.19,а, б) или С1, С2, СНЕЙТР, КвР в схемах (рис.22.19,в, г)должен быть уравновешен, что достигается при L1 = L2, С1 = С2, СНЕЙТР = С0.В схемах (рис.22.19,а, в) коэффициент обратной связи будет положительным на частоте последовательного резонанса ω1 кварцевой пластины, при этом цепь обратной связизамыкается через КвР. Таким образом, частота автоколебаний в этих схемах будет вблизиω1 на соответствующей гармонике.В схемах (рис.22.19,б, г) коэффициент обратной связи будет положителен на частотах параллельного резонанса ω2 кварцевой пластины, при этом цепь обратной связи замы10Нетрудно видеть родство мостовых схем (рис.22.19,а, в) с фильтровой схемой с кварцем в цепи обратнойсвязи, когда для компенсации статической ёмкости С0 используется нейтрализация (рис.22.17).371кается через нейтродинную ёмкость СНЕЙТР, а ветвь КвР практически разрывается.
Частотаавтоколебаний будет вблизи ω2 на соответствующей гармонике.В схемах (рис.22.19) чаще всего L3 = L4, С3 = С4, то есть схемы являются симметричными относительно цепи обратной связи. При этом упрощается настройка схем. Однаковыходная ёмкость АЭ СВЫХ нарушает эту симметрию. Поэтому для симметрирования схемк контуру присоединяется дополнительный конденсатор ёмкостью СДОП, примерно равнойСВЫХ лампы или транзистора с учётом ёмкости монтажа. Недостаток симметричных схем– низкий коэффициент включения контура в коллекторную (анодную) цепь (p = 0,5), чтозатрудняет самовозбуждение АГ с ростом частоты. Поэтому на более высоких частотахприменяют несимметричный вариант мостовой схемы, например, показанный нарис.22.20.
В этом случае увеличивается коэффициент включения контура в коллекторнуюцепь, что при прочих равных параметрах способствует самовозбуждению схемы.В общем случае из-за наличия выСВЫХходной ёмкости АЭ СВЫХ для уравновеСНЕЙТРLшения связей по ветвям моста ёмкостиC3С1 и С2 в несимметричной схеме не буC2СРдут равными. Следует братьC1rС (С С ВЫХ )RЭСЭС2 3 1 C1 .С3 С ВЫХCБЛКвРОчевидно, эффекта уравновешения свяR1R2зей по ветвям моста можно достигнуть,принимая СНЕЙТР > C0 при С2 = С1. В лю+EКбом случае настройка несимметричнойРис.22.20мостовой схемы оказывается сложнее,чем симметричной.Недостаток всех мостовых схем это требование равновесия моста, при отсутствиикоторого схемы могут возбудиться на частотах, отличных от резонансных частот КвР.Например, в схемах (рис.22.19,а, в), а также в схеме (рис.22.20) это произойдёт, еслиСНЕЙТР < C0.
В этом случае отрицательная обратная связь через ёмкость СНЕЙТР не будеткомпенсировать положительную обратную связь через ёмкость С0. Аналогичная ситуациябудет иметь место в схемах (рис.22.19,б, г), когда СНЕЙТР > C0. В этом случае отрицательная обратная связь через С0 не будет компенсировать положительную обратную связь через СНЕЙТР.В целом мостовые схемы КАГ применяют до частоты порядка 100 МГц (несимметричный вариант).
На частотах до 50…60 МГц схемы на основе индуктивной и ёмкостнойтрёхточек дают примерно одинаковый результат. На более высоких частотах целесообразно использовать схемы на основе ёмкостной трёхточки.Двухкаскадная фильтровая схема БатлераВыше мы рассматривали фильтровую схему однокаскадного КАГ с кварцем междуэмиттером (катодом) и контуром (рис.22.15,а и рис.22.17), известную как схема Батлера.Специалистам известна также двухкаскадная схема Батлера КАГ, в которой КвРвключается между контуром и эмиттером (катодом) через эмиттерный (катодный) повторитель.
В итоге схема представляет два каскада, один из которых формирует одноконтурный АГ, у которого по высокой частоте заземлена база (сетка),11 а КвР в цепи обратнойсвязи между контуром и эмиттером (катодом) одноконтурного АГ подключается черездругой каскад – эмиттерный (катодный) повторитель.11Соответственно каскад оказывается эквивалентным ГВВ с общей базой (общей сеткой).372Двухкаскадная схема Батлера КАГ на транзисторах на основе ёмкостной трёхточкипредставлена на рис.22.21. Аналогично выполняется схема на основе индуктивнойтрёхточки, а также при использовании ламп.12Часто рассматриваемую+ЕКсхемуназывают схемой сСРСБЛС2Lэмиттерной (катодной) свяС1R3R1зью, так как эмиттеры транLКОМПзисторов (катоды ламп) соединяются через кварцевыйVT2VT1резонатор(КвР).
НазначениеR2элементов в схеме аналогичВыходRЭ1СР КвР R4RЭ2СБЛно обсуждавшемуся при рассмотрении схем одноконтурРис.22.21ных АГ. В данном случае,благодаря заземлению базы у транзистора одноконтурного АГ VT1, использовано последовательное питание коллектора. Конденсатор СР, включенный последовательно с КвР,служит для развязки цепей смещения транзисторов VT1 и VT2. Конденсатор СР между ёмкостной ветвью контура и базой транзистора VT2 при достаточной электрической прочности конденсаторов контура может быть исключён из схемы.13 При необходимости можетбыть использована компенсация статической ёмкости КвР с помощью LКОМП.Стабильность частоты автоколебаний в рассматриваемой схеме КАГ практическиопределяется КвР, сопротивление которого в основном определяет сопротивление ветвисвязи эмиттера VT1 с контуром: последовательно с КвР включаются выходное сопротивление эмиттерного (катодного) повторителя и входное сопротивление каскада с общей базой (сеткой).
Как известно, оба эти сопротивления малы (каждое примерно равно 1/SСР, тоесть обратно пропорционально средней крутизне коллекторного тока соответствующеготранзистора по первой гармонике).Двухкаскадная схема Батлера КАГ может быть реализована с нейтрализацией статической ёмкости КвР. В этом случае вместо повторителя используется каскад с разделённой нагрузкой. Примеры транзисторного и лампового вариантов такой схемы даны нарис.22.22.Следует отметить, что в+ЕКтранзисторном варианте схеСРСБЛС2Lмы получается хуже стабильС1R3ность частоты при измененииR1Rрежима работы каскада с разделённой нагрузкой при изVT1 СНЕЙТРVT2менении питающих напряжеR2ний, так как входная и выВыходRЭ1СRRР4Э2КвРСБЛходная ёмкости транзистораизменяются неодинаково саизменениемколлекторногонапряжения и равновесие мо+ЕАста нарушается.14 ПоэтомуСБЛСРС2при использовании транзиLС1сторов предпочтение следуетRАV2V1СНЕЙТР схема была реализована на лампах, а с появлением высокочастотСледует отметить, что первоначальноных транзисторов переведена на транзисторы.Выход13При реализации АГ на основе индуктивной трёхточки (схема с автотрансформаторной обратной связью)RК1СRК2 питания коллектора VT1 и базы VT2.RС развязки цепейРКвРконденсатор СР необходим в этойветви для14Плечи моста образуются СНЕЙТР, КвР, R, RЭ2 с подключением параллельно резисторам соответственно выходной и входной ёмкостей.б12Рис.22.22373отдать схеме (рис.22.21), а при использовании электронных ламп схеме (рис.22.22,б), таккак в схеме с компенсацией параметры КвР ухудшаются с подключением компенсирующей индуктивности LКОМП, а в схеме с нейтрализацией – нет.Двухкаскадная схема Батлера считается одной из лучших схем КАГ и при реализации её в ламповом варианте она превосходит по стабильности частоты большинство известных схем.
Из-за ухудшения свойств эмиттерного повторителя с ростом частоты транзисторный вариант схемы Батлера применяется до частот 70…100 Мгц. Ламповый вариант схемы реализуется до частот раза в два выше.Вопросы для самоконтроля знаний по теме лекции 22:1. Для чего, по вашему мнению, необходимо обеспечивать стабильность частоты и амплитуды автоколебаний в АГ? Поясните.2. Перечислите дестабилизирующие факторы и поясните их воздействие на частоту АГ. Какие меры предпринимаются для ослабления воздействия дестабилизирующих факторов на частоту АГ? Поясните.3. Как определяется общая нестабильность частоты автоколебаний АГ?4. Поясните условия устойчивости частоты и амплитуды автоколебаний АГ. Что понимается под фиксирующей способностью АГ? Определите её и поясните.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
