理论：正弦振荡的发生器。方案、说明

理论：正弦振荡发生器。无线电电子电气工程百科全书

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其中一种正弦振荡发生器用于设置 RC 元件的频率。这种发生器相当复杂，需要特殊措施来稳定振荡幅度，并且不具有高频率稳定性。

采用并联振荡电路作为频率设定元件的发电机工作更可靠、效果更好——它们通常被称为LC发电机。回想一下，并联振荡电路包含电容器和电感器。如果将充电电容器连接到线圈，则所得电路中将出现阻尼振荡（图 47）。它们的频率由汤姆逊公式确定：fo = 1/2π(LC)1/2。

理论：正弦波发生器

如果电路中没有能量损失，例如线圈线的有源电阻，则振荡将无限期地持续下去。除此之外，还有一些。即使必须将一小部分能量提供给发电机的负载！

能量损耗越低，电路的品质因数就越高，品质因数等于振荡次数，直至其幅度减小约10倍。这一事实鲜为人知。与线圈中的损耗相比，环路电容器中的损耗通常很小，因此电路的品质因数几乎等于线圈的品质因数，定义为线圈的电抗与有源电抗的比率。

DV、SV 和 KB 系列射频线圈的品质因数通常在 30 ... 300 范围内，具体取决于尺寸和工艺质量。 DV 和 SV 系列的大型线圈采用特殊绞线（LZSHO - 利兹线）或 KB 系列的粗镀银线缠绕，通常具有较高的品质因数。

在保持高品质因数的同时显着减小线圈的尺寸，允许磁路（磁芯）由高频铁氧体或其他磁电介质（磁铁矿、氧化铁、羰基铁）制成。然而，当在发电机中使用此类线圈时，需要注意磁路特性的温度依赖性，以免恶化发电机频率的稳定性。

电路的品质因数也决定了其谐振曲线的宽度。它描述了当电路受到外部正弦振荡源激励时，电路中振荡幅度对频率的依赖性。为了获得正确的结果，源与电路的连接必须非常弱；当源的振荡频率与电路的谐振频率一致时，其中的振荡幅度最大，当失谐时，振荡幅度减小。振幅下降至 0,7（下降 3 dB）点处的谐振曲线宽度与品质因数成反比：2Δf=f/Q（图 47）。

用LC电路构建发电机的主要思想如下：振荡过程中电路中的能量损失必须由同一电路激励的放大元件来补充，完全符合图44。 XNUMX. 在这种情况下，必须满足两个条件：幅度平衡和相位平衡。

第一个条件要求从放大元件提供给电路的能量恰好等于电路本身以及与负载的通信电路中的能量损耗。如果反馈较弱，则振荡消失并且停止产生；如果反馈较强，则振幅增加，并且放大元件要么进入限制模式，要么被振幅稳定电路产生的电压关闭。在这两种情况下，增益都会降低，从而恢复幅度平衡。

相位平衡条件是来自放大元件的振荡与其自身同相提供给电路。因此，反馈环路中的总相移必须为零。然而，放大器引入的小相移可以由电路补偿。电路中振荡的相移（相对于激励振荡）在谐振频率处为0，并且当频率根据电路的相位特性失谐±Δf时达到±π/4。在放大元件中存在相移的情况下，不会在谐振频率处激发振荡，而是在谐振频率旁边的某处激发振荡，这当然是不希望的。

历史上，第一个 LC 振荡器是由 Meissner（德国无线电报协会）于 1913 年发明的，然后由 Round（英国马可尼公司）改进。它使用感应反馈（图 48）。

理论：正弦波发生器

L2C2 电路的振荡被馈送到 VL1 灯的栅极。其阳极电流随着电路中的振荡而变化，流过耦合线圈，并且放大的振荡能量流回电路。为了正确定相，必须如图所示打开两个线圈（沿一个方向缠绕的绕组的起点用点表示）。您可以通过改变线圈之间的距离来调整反馈。

为了稳定振荡幅度，使用了 gridlick - C3R1 链（顺便说一句，它还没有出现在第一个迈斯纳发电机中）。其工作原理是这样的：在栅极振荡的正半周期期间，部分电子被吸引到栅极上，并根据方案以负电压对电容器C3的右侧充电。它将工作点移动到特性的不太陡峭的部分（管子关闭一点），并且增益减小。 “栅极泄漏”电阻器 R1 允许累积的电荷流到阴极，否则灯将完全关闭。

电容器 C1 用于将高频电流关闭到公共电线（“地”） - 毕竟，它们根本没有必要流经电源，从而对发电机所在设备的其他元件产生干扰和干扰用来。

后来，美国西部电气公司开发了更简单、更先进的发电机——感应式“三点”Hartley（1915）和电容式“三点”Colpitz（1918）。我们特意引用了发明人的名字，因为他们的发电机电路实际上在四分之三个多世纪以来一直保持不变，并且“迈斯纳电路”或“科尔皮茨电路”的名称仍然可以在技术文献中找到，而没有解释什么这是。然而，元件基础已经发生了显着变化，例如，考虑根据带有绝缘栅极的现代场效应晶体管上的感应三点（哈特利）方案制成的发电机（图 49）。

理论：正弦波发生器

根据工作原理，这种晶体管在很多方面类似于三电极无线电管 - 三极管，但其中的电流不是在真空中流动，而是在半导体的厚度中流动，其中有导电沟道已通过技术在漏极（根据电路的上部输出）和源极（下部输出）之间创建。沟道的电导由栅极电压控制——栅极电压非常靠近沟道，但与沟道隔离。当向栅极施加负电压时，其场可以说“挤压”沟道，并且漏极电流减小。如果施加正电压并增加，沟道电导率增加并且漏极电流增加。在任何情况下，都不存在栅极电流，这使得需要用二极管 VD2 来补充 C1R1 栅极（振幅稳定电路），二极管 VDXNUMX 检测进入栅极的振荡并在振幅增加时产生负偏置。

振荡从 L1C1 电路提供给栅极，这决定了发生器的频率。场效应晶体管的优点是它在射频下的输入阻抗非常高，并且它实际上不会对电路进行分流，而不会给电路带来额外的损耗。通过将晶体管的源极连接到线圈 L1 的部分匝数（通常为总匝数的 1/3 至 1/10）来创建反馈。

发生器的工作原理如下：在正半波振荡下，晶体管的电流在电路的顶部输出处增加，从而将另一部分能量“扔”到电路中。

事实上，该发生器中的晶体管是通过源极跟随器导通的，源极振荡的相位与栅极振荡的相位一致，从而保证了相位平衡。跟随器的电压传输系数小于 XNUMX，但是，相对于源的线圈被包含为升压自耦变压器。结果，总反馈环路增益变得大于单位，提供幅度平衡。

作为另一个示例，考虑根据双极晶体管上的电容“三点”方案制造的发生器（图 50）。实际上发电机组装在晶体管VT1上。其直流模式由基极电路 R1R2 中的分压器和发射极电阻器 R3 的电阻设置（我们已经在放大器部分中考虑过此类电路）。发生器的振荡电路由电感器L1和串联的三个电容器C1-C3组成。晶体管的发射极和基极都连接到所得电容分压器的抽头。这是由于希望减少晶体管对电路的分流——毕竟，双极晶体管的输入电阻相对较小。

理论：正弦波发生器

实际上，对晶体管的转换进行分流的电容器C2和C3的电容试图选择更多，并且电容C1是发生振荡所需的最小电容。这提高了频率稳定性。生成器的其余部分以相同的方式工作。就像上一篇一样。

晶体管VT2上的级联——所谓的缓冲器级联——用于减弱后续级联对发电机的影响。该晶体管由射极跟随器导通，并直接从发生器晶体管 VT1 的发射极接收偏置。此外，电阻器 R4 会削弱连接。采取的所有措施使得所述发电机的相对频率不稳定性能够降至0,001%这样小的值，而对于传统的LC发电机而言，该值要差一个数量级。

在广播电视接收机中，采用较为简单的三点电容发生器，其典型电路如图51所示。 XNUMX.

理论：正弦波发生器

这里，L1C3电路包含在晶体管的集电极电路中，基极通过电容器C2高频连接到公共线，反馈通过电容分压器C4C5馈送到发射极。根据共基极电路导通晶体管使得可以获得接近该类型晶体管的极限的特别高的产生频率。发生器信号取自耦合线圈 L2。

作者：V.Polyakov，莫斯科

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