9.5. ПРИМЕРЫ СХЕМ АВТОГЕНЕРАТОРОВ

На рис. 9.12-9.14 представлены три разновидности схем одноконтурных автогенераторов, различающихся лишь цепями обратной связи. Схема с индуктивной (трансформаторной) обратной связью (рис. 9.12) уже рассматривалась в § 9.2 (см. рис. 9.3, а). Схему с кондуктивной (автотрансформаторной) обратной связью (рис. 9.13) и схему с емкостной обратной связью (рис. 9.14) часто называют трехточечными: усилительный прибор подключается к трем точкам контура к, э и б.

В схемах на рис. 9.12 и 9.13 емкости блокировочных конденсаторов обычно настолько велики, что по высокой частоте точку практически можно считать соединенной с эмиттером накоротко. Так как эмиттеры заземлены, то точки являются точками нулевого потенциала.

Избирательный четырехполюсник и четырехполюсник обратной связи, показанные на рис. 9.1, в рассматриваемых простейших генераторах совмещены в одном колебательном контуре. Входными зажимами этого четырехполюсника являются точки к и к которым подключены коллектор и эмиттер а выходными — точки б и э подключения базы и эмиттера. Таким образом, показанные на рис. 9.12-9.14 схемы можно заменить одной схемой (рис. 9.15). Источники энергии на этой схеме не показаны.

В рассматриваемых простейших схемах частота генерации близка к резонансной частоте контура. На этой частоте падение напряжения на контуре совпадает (или почти совпадает) по фазе с током а последний — с напряжением . Замечаем, что напряжение направлено, как и ток во внешней цепи, от эмиттера к коллектору.

Рис. 9.12. Автогенератор с трансформаторной обратной связью

Рис. 9.13. Автогенератор с автотрансформаторной обратной связью

Рис. 9.14. Автогенератор с емкостной обратной связью

Если напряжение на выходе четырехполюсника обратной связи будет в фазе с , то оно окажется в противофазе с исходным напряжением . Из этого следует, что аргумент коэффициента обратной связи т. е. фазовый сдвиг в четырехполюснике обратной связи, должен быть близок к 180°. К этому результату можно также прийти с помощью следующих рассуждений: одноконтурный резонансный усилитель поворачивает фазу усиливаемого колебания на 180°, следовательно, для поддержания автоколебания напряжение, подаваемое по цепи обратной связи с выхода на вход, должно получить дополнительный сдвиг на 180°. Нетрудно проследить, как обеспечивается это требование в схемах на рис. 9.12 и 9.13: в схеме с трансформаторной обратной связью (см. рис. 9.12) сдвиг фазы на 180° получается при правильном подключении катушки к зажимам база—эмиттер. Модуль коэффициента обратной связи

В автотрансформаторной схеме (см. рис. 9.13) требуемая фазировка достигается съемом напряжения обратной связи с катушки индуктивности входящей в емкостную ветвь контура. При резонансе токи в индуктивной и емкостной ветвях контура равны по амплитуде и противоположны по направлению. Следовательно, индуктивности обтекаются одним и тем же контурным током и образуют делитель напряжений. По отношению к эмиттеру, подключенному к промежуточной точке контура, напряжения, снимаемые с катушек находятся в противофазе.

Модуль коэффициента обратной связи

Резонансная частота колебательного контура в автогенераторе с кондуктивной трехточечной схемой

Наконец, для схемы с емкостной обратной связью (см. рис. 9.14)

Рис. 9.15. Схема замещения одноконтурного автогенератора

Рис. 9.16. Автогенератор на транзисторе с общей базой

а резонансная частота контура

где

При рассмотрении всех перечисленных схем не учитывались паразитные параметры—межэлектронные емкости, индуктивности вводов, фазовый сдвиг коллекторного тока из-за влияния инерции электронов и т. д. Поэтому коэффициент обратной связи в одноконтурных автогенераторах оказался независимым от частоты. Этот вывод справедлив при относительно невысоких частотах. С повышением рабочей частоты схема замещения автогенератора усложняется и коэффициент обратной связи должен рассматриваться с учетом перечисленных факторов. Частотная зависимость особенно сильно выражена для транзисторных автогенераторов, работающих на частотах, близких к граничной частоте транзистора. Аргумент комплексной крутизны (см. § 8.3) достигает в этих генераторах 90° и более. Аргумент цепи обратной связи отличается при этом от 180°.

На высоких частотах большое распространение получили транзисторные автогенераторы, работающие по схеме с ОБ и обладающие конструктивными преимуществами по сравнению со схемой с ОЭ. Типичная схема гетеродинов радиоприемников представлена на рис. 9.16. Резистор автосмещения включен в цепь эмиттера.