Емкостная трехточка

Если в предыдущей схеме использовать реактивный двухполюсник с обратной частотной зависимостью сопротивления, то полученная схема будет называться емкостной трехтонкой. Генерация колебаний в этой схеме будет происходить на частоте резонанса токов

когда сопротивление колебательного контура будет активным и максимальным по величине.

Анализ дайной схемы практически ничем не отличается от анализа индуктивной трехточки.



Рис. 5

Цепь обратной связи представляет собой делитель напряжения, образованный индуктивностью L и емкостью С₂.

RC- генераторы

RС-генератор с мостом Вина. На сравнительно низких частотах, где реализация RC-контуров становится затруднительной из-за больших габаритов и массы, низкой добротности и невозможности перестройки, используют RC-автогенераторы. Они представляют собой комбинацию активных четырехполюсников (усилителей) и пассивных RC-цепей для создания ОС.

На рис. 6, а показана одна из таких схем (RC-генератор с мостом Вина), которая представляет собой усилитель с коэффициентом передачи К, между входом и выходом которого включена RC-цепь. Усилитель с заданным коэффициентом передачи можно реализовать на ОУ по схеме неинвертирующего усилителя.

Схема генератора с разомкнутой ОС приведена на рис. 6, 6. Передаточную функцию цепи ОС, являющейся Г-образным четырехполюсником, будем искать в виде

(4)

где Z₁(p) - операторное сопротивление последовательно соединенных емкости C₁ и сопротивления R₁:

Рис. 6

Z₂(p) - операторное сопротивление соединенных параллельно емкости C₂ и сопротивления R₂

После подстановки в формулу (4) выражений Z₁(p) и Z₂(p) получим

Если выбрать R₁= R₂ и C₁ = C₂, то колебания на выходе генератора появятся при К > 3.

RC-генератор с лестничной схемой обратной связи

На рис. 7, а показана схема такого генератора, представляющая собой однокаскадный транзисторный усилитель, между входом и выходом которого включен лестничный пассивный RC четырехполюсник (для упрощения рисунка цепь смещения на нем не приведена)

Для возникновения генерации колебании необходимо, чтобы напряжение обратной связи, подаваемое на вход генератора, непрерывно возрастало. Это возможно только тогда, когда усиление усилительного каскада больше ослабления, вносимого цепью обратной связи. Кроме того, должно выполняться условие баланса фаз. Последнее означает, что поскольку один каскад транзисторного усилителя вносит сдвиг фаз, равный 180°, то цепь обратной связи также должна вносить сдвиг фаз 180°, чтобы общий сдвиг фаз равнялся 0° (или 360°)

Однако простейшее RС-звено вносит сдвиг фаз, не превышающий 90°. Поэтому необходимо взять число звеньев не меньше трех. Зависимость сдвига фаз от частоты RС-цепи из трех звеньев показана на рис. 7, 6. Элементы RС-цепи рассчитывают так, что бы на частоте генерации получить сдвиг фаз 180⁰.

В стационарном режиме, кроме баланса фаз, выполняется также и баланс амплитуд. При этом усиление усилительного каскада становится равным ослаблению цепи ОС, амплитуда напряжения цепи обратной связи, а значит и выходного, остаемся постоянной.

Рис. 7

Из баланса фаз_у(_г) + _ос(_г) = 2 следует, что _ос(_г) = Частота генерации

Недостатком RС-генераторов является то, что в стационарном режиме за счет нелинейности ВАХ (благодаря которой и устанавливается амплитуда колебаний) происходит искажение формы тока i_K в цепи коллектора. Выходное напряжение в RС -автогенераторе снимается с резистора R_K и имеет ту же форму, что и ток i_K, т. е. является несинусоидальным.

Для получения формы колебаний, близкой к синусоидальной, нужно, чтобы колебания не выходили за пределы линейного участка ВАХ

Поэтому на практике рост колебании ограничивается не нелинейностью транзистора, а специальным нелинейным элементом (НЭ), в качестве которого используются полупроводниковые или металлические терморезисторы.