Generatory drgań sinusoidalnych

    W1. GENERATORY   DRGAŃ    SINUSOIDALNYCH  Warunki generacji drgań  Generatory sprzężeniowe  Generatory LC z elementami o ujemnej  rezystancji  Generatory Colpittsa, Hartleya i Meissnera  Poprawka liniowa i poprawka nieliniowa  częstotliwości  Generatory kwarcowe  Generatory RC ze sprzężeniem zwrotnym     Podstawowe parametry:   bezwzględna  niestałość  częstotliwości  ( ) ( ) ∆  f t f t f = − 0   względna  niestałość  częstotliwości  ( ) ( ) δ  f t f t f = ∆ 0   stałość  częstotliwości  ( ) ∆  f f f d f dt T o T 0 0 1 = ∫ generatory kwarcowe ∆  f f / 0   generatory LC generatory RC ( ) ± − − − 10 10 6 7 ( ) ± − − − 10 10 3 4  , ± − − − 10 10 2 3.     k u β u Σ E g U β U 1 U 2 R L Schemat blokowy wzmacniacza z dodatnią pętlą sprzężenia zwrotnego ( ) ( ) k j U U k j u u u ω ϕ = = 2 1 exp ( ) ( ) β ω β ϕ β β u u j U U j = = 2 exp ( ) ( ) ( ) ( ) k j U E k j k j j f g u u u ω ω ω β ω = = − 2 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] k j j k j k k j u u u u u u u u k ω β ω β β β ϕ ϕ β = + = = + = Re Im exp 1 ( ) k k u u u u β β = = = 1 1 Re Warunek amplitudy ( ) ( ) Im , , , , k n n n u u k β π ϕ ϕ π β = + = = 2 2 0 1   lub      Warunek fazy     U 2 U 2 U 2 a ) b ) c ) U 1 U 1 U 1 0 0 0 U  ( ) ∞ U  ( ) ∞ U  ( ) ∞ P P P U U u 2 1 = / β U k U u 2 1 = U  ( ) 0 U  ( ) 0 U  ( ) 0 tranzystor zatkany tranzystor przewodzi u t 1 ( ) t 0 U BE  0 u t BE  ( ) t 0 Wzbudzanie się drgań: a) wzbudzanie miękkie, b) wzbudzanie twarde,  c) wzbudzanie w układzie z automatyczną polaryzacją obwodu wejściowego wzmacniacza,  d) przebiegi czasowe napięć w układzie z automatyczną polaryzacją obwodu wejściowego     E 0 L C G R R R = 1/ N L I 0 C S R S I I U U g r u u =

(…)

…
 dla układu z elementem typu S
Z = RS + ru +
1
+ j ω L + j ω Lp = 0
jω C
GR = gu oraz RS = ru
GR < gu oraz RS < ru
ω 0 = 2 π f0 =
(
1
L C + Cp
)
,
Graniczny warunek amplitudy
(W rzeczywistych warunkach)
ω0=
1
(L+ L ) C
p
Zmiennoprądowe uproszczone schematy ideowe generatorów trójpunktowych
LC (z tranzystorami bipolarnymi i JFET): a) Colpittsa, b) Hartleya, c) Meissnera
a)
b)
U L2 = − U 2
U C2 = − U 2
UL
I C2
UC
I C1 = I L
U C1 = U 1
U C 2 = U C1 + U L
I L1 = I C
I L2
U L1 = U 1
U L 2 = U L1 + U C
Zmiennoprądowe uproszczone schematy ideowe generatorów trójpunktowych
LC (z tranzystorami bipolarnymi i JFET): a) Colpittsa, b) Hartleya,
X2
U2
2
U1
a)
X1
U L2 = − U 2
UC2 = − U2
3
U3
b)
UL
X3
G0
IC2
UC
I C1 = I L
I L1 = I C
I L2
X 1 + X 2 + X 3 = 0 Warunek fazy
ku 0 ( ω 0 ) β u ( ω 0 ) = ku ( ω 0 )
X1
≥1
X1…
…
Powyższy warunek amplitudowy jest nadzwyczaj korzystny dla generatora
Colpitsa, ponieważ gm jest duże, więc dla typowych GL , C1 może być dużo
większe niż C2. Duża wartość C1 oznacza, że bocznikujący wpływ małej
admitancji wejściowej tranzystora bipolarnego nie stanowi przeszkody w
realizacji generatora Colpitsa. Występują natomiast trudności w realizacji
generatora Hartle’ya
a)
b)
U CC
Cb2
LD
RB2
c)
LD…
… generatorów:
− generatory, w których rezonator wykorzystany jest jako selektywny
element sprzęgający o małej rezystancji (praca przy pulsacji ω s ),
− generatory, w których rezonator pracuje jako zastępcza indukcyjność
Lz , o wartości szybko rosnącej z częstotliwością (praca w
przedziale pulsacji ω m ÷ ω r ).
Pierwsza z wymienionych grup generatorów nazywana jest
generatorami
Butlera.
Generatory drugiej grupy wywodzą się
bezpośrednio z podstawowych struktur Colpittsa i Hartleya i nazywa
się je generatorami Pierce’a.
Generatory Butlera pozwalają
uzyskać stałość częstotliwości
rzędu 10− 6 − 10− 8 .
U CC
c)
b)
a)
C2
ω
2
S
L2
T
C1
ω
3
2
S
T
L1
1
ω
3
C
1
RL
L
S
C2
C1
U EE
Podstawowe układy Butlera: a) z czwórnikiem sprzęgającym Colpittsa,
b) z czwórnikiem sprzęgającym Hartleya, c) praktyczna realizacja…
... zobacz całą notatkę