Меню

Генераторы высоких частот с высоким вч напряжением



Генераторы высоких частот с высоким вч напряжением

А.Г. Зызюк г. Луцк РА 5’2010
В зарубежных изданиях нередко публикуются схемы весьма интересных и оригинальных конструкций. Поэтому впоследствии очень часто эти схемы появляются уже в наших отечественных журналах (стран СНГ). Нередко схемы публикуются с опечатками или ошибками, которые беспрепятственно переходят из зарубежных изданий в наши. О некоторых подобных ситуациях и пойдет речь в данной статье.

Рассматриваемая ниже схема сначала была опубликована в одном из зарубежных изданий. Без изменений она была опубликована и в [1]. Затем она появилась и в другом популярном радиолюбительском журнале [2]. Несмотря на появление публикации в этих двух журналах, в схеме присутствует весьма специфическая неточность.
Она перекочевала из первоисточника. Тем не менее, при макетировании проблема выявляется достаточно быстро. Стоит только подключить к выходу схемы осциллограф.
Обратимся к схеме генератора высокой частоты (ГВЧ). Она показана на рис.1.

Это схема первоисточника. Исключение составляет добавленный резистор R6. И изменено позиционное обозначение элементов. Кроме того, отсутствует индикатор напряжения, который в оригинале собран на транзисторе типа ВС549 (КТ3102Д). Но в данном случае приводится та схема, которую автор повторял, т.е. без индикатора напряжения, согласно рис. 1. Интерес был проявлен исключительно к самому ГВЧ, к каскаду, собранному на транзисторах VT1 и VT2. Из- за него собрали и всю схему рис.1. Поскольку ГВЧ имеет высокоомный выход, то вместе с ГВЧ спаяли и буферный каскад на транзисторе VT3. Но именно с этим каскадом и связаны проблемы.
Вернее будет сказать, что режим работы полевого транзистора (ПТ) каскада VT3 выбран неправильно. Причем, совсем неверно. Поскольку схема ГВЧ привлекательная, то рассмотрим ситуацию подробнее. В оригинале данный ГВЧ используется в составе гетеродинного индикатора резонанса (ГИР). То есть, как отмечалось, в схеме есть еще каскад для измерения ВЧ напряжения на контуре L1С1. Для реализации ГИР такой индикатор необходим. Он, по сути, для ГИР, смысл измерений ГИР При совпадении частоты ГИР (ГВЧ) и резонансной частоты измеряемого контура часть энергии отбирается из контура ГИР (ГВЧ). Это приводит к изменению напряжения на контуре ГВЧ. При совпадении этих частот напряжение на контуре ГИР уменьшается. Естественно, на применении в ГИР, использование данной схемы далеко не ограничивается.
Рассматриваемый ГВЧ подходит во многих других ситуациях. Когда нужен простой ГВЧ с рабочей частотой до 100 МГц, и больше, то данная схема подходит идеально.
Примечательно, что схема генерирует при очень широком изменении L и С, На практике это выручает часто. Отличительная особенность этого ГВЧ — отсутствие отвода у контурной катушки. Это очень удобно. А во многих ситуациях является решающим фактором. Особенно, если нет возможности в катушке выполнить отвод. К примеру, катушка уже изготовлена (заводского исполнения). Она многослойная, или вообще «неразборная». И подобраться к проводу обмотки для выполнения отвода нет возможности. Вот тут-то и выручают подобные схемы ГВЧ. Ведь существуют и другие схемы ГВЧ, где тоже не нужен отвод от контурной катушки. В частности, широкоизвестна схема на так называемом «лямбда-диоде». Этот «лямбда-диод» выполнен на двух экземплярах ПТ. Используются ПТ с управляющим р-n переходом, но с разной проводимостью каналов. И последнее обстоятельство является решающим фактором. Если точнее, то первоопределяющим. Он и препятствует широкому практическому применению схемы ГВЧ на «лямбда-диоде». Проблема — в подборе по параметрам необходимых экземпляров ПТ разной проводимости в пары.
О подборе ПТ для ГВЧ.
Кому доводилось иметь дело с подбором ПТ, тот знает, что процесс этот непростой. Для подбора ПТ нужно иметь не один десяток экземпляров ПТ Требуется запастись и терпением. Да и времени такой подбор ПТ отнимет немало. Непросто и не быстро бывает найти (отобрать) даже два близких по параметрам экземпляра ПТ из однотипных ПТ. Например, для работы двух ПТ в дифференциальном каскаде. Но тут процесс можно себе облегчить, если приобрести большое количество однотипных ПТ из одной партии. А если нужно подобрать в пары ПТ типов КПЗ0ЗД и КП103М? Например, хотя бы для комплементарного двухтактного повторителя напряжения (буферного каскада), рассчитанного для работы в широкой полосе частот. Практика много раз показывала, что на одну подобранную по параметрам пару ПТ КП103М (или Л) – КПЗ0ЗД (или Е) требуется иметь 20-30 экземпляров ПТ. То есть, для имеющегося экземпляра КПЗ0ЗД обычно требуется не менее 10 экземпляров КП103М. Последние дешевле в приобретении, чем КПЗ0ЗД (Е). Причем, весьма существенно. Цены на металлические КПЗ0З взвинчены весьма ощутимо. И теперь КП103 серия может быть дешевле в 5-10 раз, чем КПЗ0З! Очевидно, какие ПТ приходится покупать для подбора.
Важная информация о зарубежных ПТ.
Казалось бы, что в наше время проблему смогут решить зарубежные типы ПТ. Но и здесь свои нюансы. Сначала маломощные ПТ, особенно с Р-каналом (аналоги КП103 серии), были дефицитом. Их просто не было в прайсах реализаторов. Теперь же, они стали появляться, но цены резко пошли вверх. Причем, неадекватно зарубежной валюте. Подъем валюты был прекрасным поводом для подъема цен на зарубежные комплектующие. Причем, последующее укрепление гривны не привело к адекватному снижению цен на зарубежные комплектующие. Хотя, должно бы.
В итоге, фирмы-реализаторы зарубежных комплектующих продают маломощные ПТ серии J по ценам. мощных ПТ серии IRF. Судите сами. ПТ типа IRF 510 (43Вт) стоит 2,5 грн, а 0,4Вт (т.е всего 400мВт) 2SJ74 — более 9 грн ! Это цены декабря 2009 года. Причем, в одном из самых недорогих интернет-магазине. Чтобы сказанное не расценивалось как реклама конкретной фирме, ее название не указывается. Естественно, во многих других торговых «точках» цену умножайте примерно на два! А если еще сказать, то из серии J транзисторов у большинства фирм присутствует «позиция» отсутствия. И разговор не идет о маломощных СВЧ ПТ Р-канальный ПТ типа 2SJ74 является комплементарным.
N-канальному ПТ типа 2SK170. Оба — типичные представители маломощных ПТ, весьма широко применяемых в дальнем зарубежье, особенно, в аудиотехнике. И не только в аудиотехнике. Большой недостаток наших ПТ типа КП103 заключается также в малом допустимом напряжении сток- исток (иси.макс). Это серьезно ограничивает возможности использования этих ПТ Да, Uси=10В резко ограничивает применение этих ПТ. Зато ПТ типа 2SJ74 рассчитаны на напряжение до 25В. Вторая замечательная пара зарубежных ПТ — это 2SJ103 и 2SK246. Их максимально допустимое напряжение 11си. макс= 50В.
Перечисленные типы ПТ можно еще приобрести в Украине. С другими типами ПТ ситуация проблемная. Как видим, ограничение на напряжение снимаются. Стоит только перейти на зарубежные комплектующие. Поскольку автор и сам очень долго испытал на себе проблему дефицита таких ПТ, то и решено было вкратце рассказать об этом важнейшем вопросе.
Вторая проблема Р-канальных ПТ, особенно наших отечественных КП103М заключается в плохих частотных характеристиках. Они более чем на несколько порядков хуже, чем у серии КПЗ0З. С серией КП307 даже сравнивать некорректно. Таким образом, лямбда-диод выполнить no-сути, для ВЧ диапазонов (до 100Мгц), проблематично.
Если нет возможности приобретения Р-канального ПТ для лямбда-диода ГВЧ, то ГВЧ можно выполнить по схеме рис.1. Здесь аналог лямбда-диода выполнен на Р-канальном ПТ и PNP биполярном транзисторе. Главное, что ВЧ биполярный PNP транзистор не является дефицитом. Как результат, схема ГВЧ оказывается работоспособной на частотах свыше 100 МГц. Теперь вернемся к проблеме каскада VT3. Этот каскад — согласующий (буферный). Он выполнен по схеме с общим стоком (истоковый повторитель). И по внешнему виду — типичная схема с общим стоком (ОС). Поэтому ее доверчиво и повторили согласно [1]. Однако, при макетировании быстро выяснились весьма неприятные обстоятельства. Ведь схема-то заработала сразу. Но, к сожалению, в этой схеме получить на выходе синусоидальный сигнал невозможно. То есть, чистой синусоиды не достигнуть. Под словом «чистой» понимаем синусоиду без видимых на экране осциллографа искажений формы этой синусоиды. В экспериментах использовался осциллограф С1-65А. Он прекрасно справляется с наблюдением сигналов при частотах 30 МГц и выше. Его рабочий диапазон — до 50 МГц. В итоге, искажения сигнала наблюдались не только на ВЧ диапазоне. Проблема сильных «искривлений» синусоиды имеет место на любых частотах. И дело здесь не в каких-то ВЧ «секретах» схемотехники.
Все оказалось куда «банальнее». Действительно, на контуре ГВЧ (L1C1) сигнал был почти синусоидальный. Небольшие искажения имеются. Но они совсем не такого характера, как на выходеVT3. Небольшие «горизонтальные» искажения синусоиды вызваны неудачным режимом по постоянному току VT1. Эти искажения полностью устраняются подбором резистора R2. Как результат — получена правильная синусоида на контуре L1C1, без видимых на экране осциллографа искажений. Но на истоке VT3 синусоиды нет. И тут ситуация изменилась незначительно. В этой точке схемы и после коррекции режима работы VT1, дальше наблюдаем линии — горбатые фигуры. Сигнал искажен очень сильно. Главным образом искажена форма отрицательной полуволны синусоиды. Причем, до двухгорбой «кривой». Поэтому, с самого начала в схему был введен резистор R6. Он обведен на схеме линией. В оригинале схемы применен ПТ типа BF245 (аналог КПЗ0ЗЕ). Но и для него сопротивление резистора, равное (как в оригинале) 560 Ом является недопустимо заниженным. Поэтому добавлен подстроечный резистор 1кОм. Но для исправления ситуации с искажениями этого мало. Вернее сказать, полученного эффекта совсем недостаточно. Изменение напряжения питания схемы тоже ничего не дает. Только «кривая» растет в масштабе. И все. Тут вспомнилось о ситуациях с аудиотехникой. И правильное решение пришло быстро. Проблема таких искажений решается в данной схемы двумя вариантами.
На практике можно применить два варианта изменения схемы.
Первый — использовать дву-полярное напряжение для питания схемы повторителя (схемы с ОС). И действительно, стоило только подать на схему VT3 (на его исток) через цепь R5 R6 L2 напряжение «минуса» (более 5 В), как проблема искажений отрицательной полуволны сигнала исчезла совсем. Делали это согласно рис.2.

И в этом случае сопротивление нагрузки VT3 уже не так сильно влияет на форму сигнала, как при однополярном питании. Второй вариант избавиться от «горбов» — подать положительное смещение на затвор ПТ VT3. Это отражено на рис.3.

И требуется всего лишь добавить один-единственный резистор между затвором и стоком (питанием схемы). Но почему-то ни в оригинале, ни в последующих статьях, копирующих схему ГВЧ, этого не сделано. Однако, отмечается, что схема выдает «чистую» синусоиду. Итак, нормальный синусоидальный сигнал можно получить только при осуществлении, как минимум, двух доработок в схеме: первая -увеличение в два-три раза сопротивления резистора в цепи истока. И вместе с тем, в обязательном порядке, обеспечив подачу положительного смещения на затвор ПТ. Синусоида не будет иметь правильную форму, если не подобрать сопротивление в цепи истока. С указанными в первоисточниках типами ПТ сопротивление в цепи истока нужно увеличить. Это хорошо заметно на экране осциллографа. Безошибочно подбирается номинал этого резистора. То есть, двухкратная ошибка в номинале исключена, если воспользоваться осциллографом. Сопротивление резистора в истоке настолько
сильно влияет на форму сигнала, что не составляет особого труда точно его подобрать. Для проверки результатов впаиваем другой экземпляр ПТ, затем третий. Убеждаемся, что указанный номинал истокового резистора 560 Ом не подходит. Его надо увеличивать. Следует сразу отметить, что с двуполярным напряжением проще и быстрее получить нужный результат. Задавшись напряжением питания, к примеру -5В для ПТ типа КПЗ0ЗЕ(Д), остается подобрать только сопротивление в цепи истока. Параметры дросселя зависят от рабочей частоты ГВЧ. Чем ниже частота, тем больше должна быть индуктивность этого дросселя. В данном случае дроссель L2 — заградительный элемент. Его цель — не пропускать ВЧ токи, но обеспечить режим ПТ по постоянному току. Иначе говоря, данный дроссель сродни динамической нагрузке или генератору стабильного тока. Однако, ни какие дроссели здесь не исправляют ситуацию, если режим ПТ выбран ошибочно. По постоянному току режим ПТ VT3 проще подобрать экспериментально, нежели заниматься расчетами. Подается сигнал с генератора ВЧ. Подбором истокового резистора добиваются максимально возможного и симметричного напряжения, при котором обеспечивается неискаженная форма сигнала синусоиды на истоке ПТ. Несколько сложнее будет со схемой при однополярном питании. Но все равно тут быстрее подобрать два резистора, чем заниматься расчетами. Главное, что мы можем найти наилучший режим работы для реального ПТ транзистора, совсем не зная даже его параметров! То есть, не нужно время тратить и на измерение параметров ПТ. Дело еще и в том, что схема VT3 должна быть рассчитана не на малосигнальный режим, а на режим большого сигнала. Видимо, в этом и состоит традиционность многих схем. Используется шаблон, а схема, в реальности, если и повторяется, то на форму сигнала точно не проверяется. Иначе как можно объяснить обещания синусоидальности сигнала, в то время, кода схема никак не может этого обеспечить. Каскад с ОС построен чисто для малосигнального варианта. А для большого сигнала не пригоден совсем. Если вспомнить ламповые каскады усилителей (катодных повторителей) сигнала, то можно отметить одно их существенное отличие . Для организации рабочей точки катодного повторителя напряжение сеточного смещения поступает с катода. То есть, часть напряжения с катода поступает и на сетку. Такая схема немного сложнее рассмотренных. Автор сюда ее не предлагает, поскольку в данном ГВЧ ее не испытывал. Но вполне очевидно, что этот вариант пригоден и здесь. Многие схемные решения, используемые в аудиотехнике, отлично подходят и на ВЧ. Так что вполне реально его можно приспособить и для данного ГВЧ. Ведь ламповые схемы подобны ПТ. И если вспомнить, то схемы низкочастотных буферных каскадов такого варианта иногда встречались, хотя и редко. Главное, что будет обеспечено и изменение напряжения на затворе, в зависимости от напряжения на истоке. Налицо коррекция режима работы ПТ, в зависимости от переменного напряжения на истоке ПТ. То есть, это уже будет совсем не та схема VT3, что на рис.1, где затвор соединен с общим проводом схемы. В принципе, для режима большого сигнала важно «оторвать» затвор от общего провода и обеспечить положительное напряжение между затвором и истоком. Режим ПТ при этом удается изменить кардинально, что позволяет передавать без заметных искажений отрицательную полуволну сигнала большой амплитуды. Критерием правильности служат два фактора. Первый -максимальная амплитуда сигнала. Второй — симметричное ограничение обеих полуволн сигнала. Если это не выполняется, то каскад работает отвратительно и нет смысла говорить о синусоидальности сигнала. Самый элементарный — прикидочный (на «глаз») подход требует организации рабочей точки ПТ примерно посредине передаточных характеристик ПТ. Если смотреть глубже, то нужно обеспечить работу ПТ при постоянном напряжении 3-И, т.е. при постоянном токе стока. Но опять же, на практике проще подобрать режимы ПТ, получив сразу и конкретный — конечный результат.
Литература
1. Коротковолновый ГИР. За рубежом // Радио. — 2006. -№11.-С.72.
2. Перуцкий А. ВЧ-генератор // Радиомир. — 2008. — №9 -С.26-27

Читайте также:  Бензиновый генератор mitsubishi mgc 1101 inverter

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Источник

Схемы генераторов высокой частоты (ВЧ)

Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать. В интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем все это.

Номиналы деталей всех приведенных схем рассчитаны с учетом того, что рабочая частота схемы составляет 60…110 МГц (то есть, перекрывает наш любимый УКВ-диапазон) .

Классика жанра — генератор ВЧ

Транзистор включен по схеме с общей базой. Резисторный делитель напряжения R1- R2 создает на базе смещение рабочей точки. Конденсатор C3 шунтирует R2 по высокой частоте.

R3 включен в эмиттерную цепь для ограничения тока протекающего через транзистор.

Конденсатор C1 и катушка L1 образуют частотозадающий колебательный контур.

Кондер C2 обеспечивает положительную обратную связь (ПОС), необходимую для генерации.

Механизм генерации

Упрощенно схему можно представить так:

Вместо транзистора мы ставим некий «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути – усилительный элемент. То есть, ток на его выходе больше, чем ток на входе (так вот хитро).

К входу этого элемента подключен колебательный контур. С выхода элемента на этот же колебательный контур подана обратная связь (через кондер C2). Таким образом, когда на входе элемента ток увеличивается (происходит перезарядка контурного конденсатора), увеличивается ток и на выходе. Через обратную связь, он подается обратно на колебательный контур – происходит «подпитка». В результате, в контуре устаканиваются незатухающие колебания.

Все оказалось проще пареной репы (как всегда).

Разновидности

В безбрежном инете можно еще встретить такую реализацию этого же генератора:

Читайте также:  Генератор победителя по никам

Схема называется «емкостная трехточка». Принцип работы – тот же.

Во всех этих схемах сгенерированный сигнал можно снимать либо непосредственно с коллектора VT 1, либо использовать для этого катушку связи, связанную с контурной катушкой.

Индуктивная трехточка

Эту схему выбираю я, и советую вам.

R1 – ограничивает ток генератора
R2 – задает смещение базы
C1, L1 – колебательный контур
C2 – конденсатор ПОС

Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:

Эти схемы идентичны.

Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.

Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.

Разновидности

Мое небольшое ноу-хау: можно поставить между общим и базой диод:

Этот диод ускоряет перезаряд C2, что приводит к увеличению мощности генерируемого сигнала. Однако, вместе с тем, это вносит в сигнал нелинейные искажения, так что на выходе придется ставить фильтры НЧ для подавления паразитных гармоник.

Сигнал во всех этих схемах снимаем с эмиттера транзистора либо через дополнительную катушку связи непосредственно с контура.

Двухтактный генератор для ленивых

Самая простая схема генератора, какую только мне приходилось когда-либо видеть:

В этой схеме легко улавливается схожесть с мультивибратором. Я вам скажу больше – это и есть мультивибратор. Только вместо цепочек задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепи), здесь используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто-напросто, не пойдет.

Допустим, VT1 открывается, через L1 течет коллекторный ток VT1. Соответственно, VT2 закрыт, через L2 течет открывающий базовый ток VT1. Но поскольку сопротивление катушек раз в 100…1000 меньше сопротивления резистора R1, то к моменту полного открытия транзистора, напряжение на них падает до очень маленького значения, и транзистор закрывается. Но! Поскольку до закрытия транзистора, через L1 тек большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит выброс напряжения (ЭДС самоиндукции), который подается на базу VT2 открывает его. Все начинается по новой, только с другим плечом генератора. И так далее…

Читайте также:  Ремонт запчасти для дизель генераторов

Этот генератор имеет только один плюс – простота изготовления. Остальные – минусы.

Поскольку в нем отсутствует четкое времязадающее звено (колебательный контур или RC-цепь), то частоту такого генератора рассчитать весьма сложно. Она будет зависеть от свойств применяемых транзисторов, от напряжения питания, от температуры и т.д. Во-общем, в серьезных вещах этот генератор лучше не использовать. Однако, в диапазоне СВЧ его применяют довольно часто.

Двухтактный генератор для трудолюбивых

Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.

Что мы здесь видим?

Видим колебательный контур L1 C1,
А дальше видим каждой твари по паре:
Два транзистора: VT1, VT2
Два конденсатора обратной связи: С2, С3
Два резистора смещения: R1, R2

Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!

Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков 🙂

При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.

Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…

Теперь немного креатива.

Генератор на логических элементах

Если использование транзисторов в генераторе кажется вам несовременным или громоздким или недопустимым по религиозным соображениям – выход есть! Можно использовать вместо транзисторов микросхемы. Обычно используется логика: элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, реже – Исключающее ИЛИ. Вообще говоря, нужны только элементы НЕ, остальное – излишества, только лишь ухудшающие скоростные параметры генератора.

Видим страшную схему.

Квадратики с дырочкой в правом боку – это инвертеры. Ну или – «элементы НЕ». Дырочка как раз указывает на то, что сигнал инвертируется.

Что такое элемент НЕ с точки зрения банальной эрудиции? Ну, то есть, с точки зрения аналоговой техники? Правильно, это усилитель с обратным выходом. То есть, при увеличении напряжения на входе усилителя, напряжение на выходе пропорционально уменьшается . Схему инвертера можно изобразить примерно так (упрощенно):

Это конечно, слишком просто. Но доля правды в этом есть.
Впрочем, нам пока что это не столь важно.

Итак, смотрим схему генератора. Имеем:

Два инвертера ( DD1.1, DD1.2)

Колебательный контур L1 C1

Заметьте, что колебательный контур в этой схеме – последовательный. То есть, конденсатор и катушка стоят друг за другом. Но это – все равно колебательный контур, он рассчитывается по тем же формулам, и ничуть ни хуже (и не лучше) своего параллельного собрата.

Начнем сначала. Зачем нам нужен резистор?

Резистор создает отрицательную обратную связь (ООС) между выходом и входом элемента DD1.1. Это надо для того, чтобы держать под контролем коэффициент усиления – это раз, а также – чтоб создать на входе элемента начальное смещение – это два. Как это работает, подробно мы рассмотрим где-нибудь в обучалке по аналоговой технике. Пока что уясним, что благодаря этому резистору, на выходе и входе элемента, в отсутствие входного сигнала, устаканивается напряжение, равное половине напряжения питания. Точнее – среднему арифметическому напряжений логических «нуля» и «единицы». Не будем пока на этом заморачиваться, у нас еще много дел…

Итак, на одном элементе мы получили инвертирующий усилитель. То есть, усилитель, который «переворачивает» сигнал вверх ногами: если на входе много – на выходе мало, и наоборот. Второй элемент служит для того, чтобы сделать этот усилитель неинвертирующим. То есть, он переворачивает сигнал еще раз. И в таком виде, усиленный сигнал подается на выход, на колебательный контур.

А ну-ка, смотрим внимательно на колебательный контур? Как он включен? Правильно! Он включен между выходом и входом усилителя. То есть, он создает положительную обратную связь (ПОС). Как мы уже знаем из рассмотрения предыдущих генераторов, ПОС нужна для генератора, как валерьянка для кота. Без ПОС ни один генератор не сможет что? Правильно – возбудиться. И начать генерацию…

Все наверно знают такую вещь: если к входу усилителя подключить микрофон, к выходу – динамик, то при поднесении микрофона к динамику, начинается противный «свист». Это – ни что иное как генерация. Мы же подаем сигнал с выхода усилителя на вход. Возникает ПОС. Как следствие, усилитель начинает генерить.

Ну, короче, посредством LC -цепочки в нашем генераторе создается ПОС, приводящая к возбуждению генератора на резонансной частоте колебательного контура.

Ну что, сложно?
Если (сложно)
<
чешем (репу) ;
читаем еще раз;
>

Теперь поговорим о разновидностях подобных генераторов.

Во-первых, вместо колебательного контура, можно включить кварц. Получится стабилизированный генератор, работающий на частоте кварца:

Если в цепь ОС элемента DD1.1 включить вместо резистора колебательный контур – можно завести генератор на гармониках кварца. Для получения какой-либо гармоники, нужно, чтобы резонансная частота контура была близка к частоте этой гармоники:

Если генератор делается из элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ, то входы этих элементов нужно запараллелить, и включать как обычный инвертор. Если используем Исключающее ИЛИ, то один из входов каждого элемента сажается на + питания.

Пара слов о микросхемах.
Предпочтительнее использовать логику ТТЛШ или быстродействующий КМОП.

Серии ТТЛШ: К555, К531, КР1533
Например, микросхема К1533ЛН1 – 6 инверторов.
Серии КМОП: КР1554, КР1564 (74 AC , 74 HC ), например – КР1554ЛН1
На крайний случай – старая добрая серия К155 (ТТЛ). Но ее частотные параметры оставляют желать лучшего, так что – я бы не стал использовать эту логику.

Рассмотренные здесь генераторы – далеко не все, что могут повстречаться вам в этой нелегкой жизни. Но зная основные принципы работы этих генераторов, будет уже намного проще понять работу других, укротить их и заставить работать на себя 🙂

Источник