5.4 Стабилизация частоты

Нестабильность частоты генератора описывается коэффициентом относительной нестабильности _f = f /f100 %, где f – абсолютное отклонение частоты от номинального значения

. От RC -генераторов можно добиться нестабильности около 0,1%, от LC – генераторов – порядка 0,01%. Наибольшую стабильность частоты с коэффициентом _f =10^–3...10^–5% достигают при использовании кварцевого резонатора. Кварц – это пьезо-электрик. Его деформация вызывает появление электрического потенциала и наоборот. Упругие колебания кристалла могут быть вызваны приложением электрического поля, а эти колебания, в свою очередь, генерируют напряжение на гранях кристалла. Помещая на поверхность кристалла контакты, мы превращаем его в высокодобротный колебательный контур, настроенный благодаря заданным размерам кристалла на определенную частоту. Кварцевые резонаторы выпускают на частоты от 10 кГц до 10 МГц.

Контрольные вопросы

1. Что дает введение положительной обратной связи в усилитель?

2. В чем состоят условия самовозбуждения генератора?

3. Какие разновидности генераторов гармонических колебаний существуют?

4. Какие схемы автогенераторов называют « трехточечными»?

5. В схемах каких генераторов используется мост Вина ?.

Вывод. Рассматриваются условия возникновения гармонических колебаний в генераторах с самовозбуждением. Приведены типовые схемы LC – и RC – автогенераторов и рассмотрены способы стабилизации их частоты.

6. Импульсные устройства

6.1 Общие сведения

В современной информационной электронике импульсный принцип построения систем является доминирующим. На базе импульсной техники выполняются системы автоматического управления, устройства измерения и отображения информации, на ней основана вычислительная техника.

В отличие от аналоговых систем, в которых сигналы изменяются непрерывно во времени, в импульсных системах используются сигналы импульсной формы.

Под электрическим импульсом понимают отклонение напряжения или тока от некоторого постоянного уровня, наблюдаемое в течение времени, меньшего длительности переходного процесса в схеме.

Импульсный режим имеет ряд преимуществ перед непрерывным.

1. Импульсный режим, в частности его применение в цифровой технике, позволяет осуществлять управление техническим процессом практически по любому сложному закону.

2. Импульсные устройства, по сравнению с аналоговыми, обладают высокой помехозащищенностью, так как искажение формы импульса в широком диапазоне не искажает информацию.

3. Высокая скорость передачи информации.

4. Простота реализации импульсных устройств управления на основе микросхемотехники.

5. Малая потребляемая мощность импульсными устройствами, так как даже при относительно мощных импульсах средняя мощность устройства оказывается мала.

В импульсных устройствах транзисторы работают обычно в ключевом режиме.

6.2 Транзистор в режиме ключа

Ключевым называется режим работы, когда транзистор длительное время находится либо в состоянии отсечки (транзистор “выключен”), либо в состоянии насыщения (транзистор “включен”). При переходе из одного своего крайнего состояния в другое рабочая точка транзистора перемещается через активную область характеристик, когда транзистор (ключ) работает как обычный усилитель. Длительность перехода, как правило, много меньше времени нахождения транзистора в режиме отсечки или насыщения.

Для быстрого переключения , например, из режима отсечки подается ток базы в 1,5...3 раза больше тока базы насыщения I_б.нас., необходимого для “фиксации” транзистора в точке насыщения I_к.нас=I_б.нас.h_21оэ, где h_21оэ – статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ. Таким образом, глубина насыщения транзистора, т. е. превышение тока базы над необходимым для создания режима насыщения, будет 1,5...3.

. Транзисторный ключ на биполярном транзисторе типа n-p-n, включенном по схеме с общим эмиттером с нагрузочным резистором в коллекторной цепи и представлен на рисунке 6.1.

Рис. 6.1 Транзистор в режиме ключа (а) и его передаточная характеристика ( б)