Глава 5

ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Электронными генераторами называются авто­колебательные системы, в которых энергия источни­ков питания постоянного тока преобразуется в энергию незатухающих эл. сигналов пере­менного тока требуемой формы, частоты и мощ­ности.

В зависимости от формы колебаний различают автогенераторы синусоидальных и импульсных (ре­лаксационных) колебаний.

Автогенераторы (генераторы с самовозбуждением) используются в качестве возбудителей колебаний требуемых частот, т. е. задающих генераторов. Полу­чаемые от них колебания поступают затем в после­дующие каскады с целью усиления или умножения частоты. Они находят широкое применение в радио­передающих и радиоприемных устройствах, в ЭВМ, в измерительной технике, в автоматике и телемеханике и т. д.

Высокочастотные автогенераторы, работающие в диапазоне частот от 100 кГц до 100 МГц, выполнен­ные на основе схемы резонансного усилителя, называются генераторами LC - типа.

Низкочастотные автогенераторы, работающие в диапазоне от 0,01 Гц до 100 кГц, построенные на основе схемы усилителя на резисторах, называются генераторами RC-типа.

В качестве усилительных элементов схем автогене­раторов чаще всего применяют транзисторы или микросхемы.

5.1. Колебательный контур

Колебательным контуром называется замкнутая электрическая цепь, состоящая из индуктивности Lи емкости С. Контур - идеальный, если в нем отсутствуют потери энергии, но в реальном контуре кроме индуктивности и емкости имеется активное сопротивление R, которое распределено в катушке индуктивности, в соединительных проводах и диэлектрике конденсатора и вызывает потери энергии в контуре.

Свободными колебаниями в контуре называются колебания, возникающие в нем за счет энергии, первоначально накопленной в электрическом поле конденсатора либо в магнитном поле катушки. В идеальном контуре свободные колебания являются незатухающими, т. е. могут продолжаться бесконечно долгое время.

Рис.5.1.Схема колебательного контура(а) и графики тока и напряжения в идеальном контуре (б)

Колебательный контур, близкий по своим свойствам к идеальному, можно получить, замкнув в контуре на рис.5.1, а, ключ К. Если переключатель S поставить в положение 1,то конденсатор С зарядится от источ-ника питания до напряжения Е₀.

При переводе переключателя в положение 2 конденсатор С начнет разряжаться через катушкуL.Ток возрастёт и энергия перейдёт в энергию магнит­ного поля катушки. Когда конденсатор полностью разрядится, напряжение на его обкладках исчезнет, а ток в контуре будет максимальным. Из-за отсутствия силы, поддерживающей ток, он уменьшится. При этом увеличится ЭДС самоиндукции обратной полярности и конденсатор зарядится с новой полярностью. Роль источника в это время выполняет катушка. По мере зарядки конденсатора напряжение на его обкладках возрастет, а ток в контуре уменьшится. После оконча­ния зарядки конденсатор начнет разряжаться через катушку, и процесс по­вторится. На рис. 5.1,бпоказаны графики изме­нения напряжения и тока в идеальном контуре.