LC-генератора з трансформаторним зворотним зв'язком

Будь-яка схема транзисторного автогенератора типу LС складається із наступних елементів:

• коливальний контур, в якому генеруються незатухаючі коливання;

• джерело електричної енергії, за рахунок якого в контурі підтримуються незатухаючі коливання;

• транзистор (біполярний або польовий), за допомогою якого регулюється подача енергії від джерела в контур;

• елемент зворотного зв'язку, за допомогою якого здійснюється подача збудженої енергії із вихідного кола у вхідне;

На рисунку представлена схема транзисторного LС-генератора. Така схема називається генератором з трансформаторним зв’язком і використовується в області високих частот.

Рисунок 1. Транзисторний автогенератор із трансформаторним зв’язком

Елементи R1, R2 призначені для забезпечення необхідного режиму каскаду за постійним струмом (так як і в підсилювачах). Елементи RЕ, СЕ забезпечують термостабілізацію режиму роботи каскаду за постійним струмом. За допомогою конденсатора СБ заземлюється один кінець базової котушки LВ.

В момент ввімкнення джерела ЕК в колекторному колі транзистора з’являється струм ІК, яким заряджається конденсатор СК коливального контуру. Так як до конденсатора приєднана котушка LК, то після заряду конденсатор починає розряджатись через котушку LК.

В результаті обміну енергією між конденсатором і котушкою в контурі виникають коливання, частота яких визначається параметрами контура і рівна:

Змінний струм контура, проходячи через котушку LК, створює навколо неї змінне магнітне поле. Внаслідок цього в котушці зворотного зв’язку LБ, яка ввімкнена в коло бази транзистора, наводиться змінна напруга тієї ж частоти, з якою проходять коливання в контурі. Ця напруга спричинює пульсацію струму колектора, в якому появляється змінна складова.

Змінна складова колекторного струму поповнює втрати енергії в контурі, створюючи на ньому підсилену транзистором напругу. В свою чергу це призводить до нового зростання напруги на котушці LБ, яке знову приведе до зростання амплітуди змінної складової колекторного струму.

Проте це зростання колекторного струму не може відбуватися до безконечності, воно обмежується лінійною ділянкою вихідної характеристики транзистора.

Для виникнення незатухаючих коливань в контурі автогенератора необхідне виконання двох основних умов самозбудження.

Розглянемо першу умову – баланс фаз.

Умова балансу фаз означає, що в установленому режимі роботи сума фазових зсувів вихідних напруг підсилювача і ланки зворотного зв’язку в автогенераторі рівна нулю або цілому числу 2π, тобто наявність позитивного зворотного зв'язку.

Друга умова самозбудження генератора – баланс амплітуд. Під цією умовою розуміють, що глибина додатного зворотного зв’язку повинна бути такою, щоби втрати енергії в контурі повністю поповнювалися.