Автогенератор Советский патент 1988 года по МПК H03L7/00 

4

О

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - новышение стабильности амплитуды и частоты генерируемых колебаний. Транзисторы I и 2, параллельный LC-колебательный контур 3, катушка индуктивности 4, резисторы (Р) 8, 11, 12 с их соответствующими связями образуют у-ль с трансформаторным колебательным контуром, охваченный цепью по- лож. обратной связи. В эту цепь включены полупроводниковые диоды 5 и 6 и Р 9 и 10, к-рые образуют управляемый делитель напряжения и конденсатор 15. Диоды 5 и 6 соединены последовательно-встречно, а точка их соединения через переменный Р 7 соединена с выходом источника 13 напряжении смещения. Коэф. передачи по напряжению управляемого делите,яя напряжения не зав11сит от т-ры, что способствует стабильности амплитуды на колебательном контуре. 1 ил.

X

12

8

Изобретение относится к радиотехиике и может исиользоваться в радиоприемных и в радиопередающих устройствах, в измерительной анпаратуре и устройствах автоматики.

Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и частоты генерируемых колебаний.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предлагаемого автогенератора.

Автогенератор содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, параллельный LC-коле- бательный контур 3, катушку 4 индуктивности, первый и второй полупроводниковые диоды 5 и б, переменный резистор 7, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы 8-12, источник 13 напряжения смешения, источник 14 питания и конденсатор 15. Первый и второй транзисторы 1 и 2, параллельный LC-колебательный контур 3, катушка 4 индуктивности, первый, четвертый и пятый резисторы 8, 11 и 12 с их соответствующими связями образуют усилитель с трансформаторным колебательным контуром охваченный цепью положительной ; обратной связи.

10

15

20

AK(UBX)-приращение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения при появлении уровня входного сигнала; 1см - ток смещения, втекающий в р-п переходы первого и второго полупроводниковых диодов 5 и 6 и через переменный резистор 7 от источника 13; R - сопротивление второго и третьего

резисторов 9 и 10;

m -поправочный коэффициент, находящийся в пределах 1-2; UT -термодинамический потенциал. Таким образом, если мгновенное значение напряжения, снимаемое с катушки 4 индуктивности, равно нулю, обеспечивается условие самовозбуждения при Кд-Ку(шо) Как только мгновенное значение напряжения достигнет величины, при которой величина К-ц определяемая выражением (1), станет такой величиной, что произведение KyKy(cL)o), то прекратиться условие самовозбуждения автогенератора (условие компенсации потерь в контуре), что приведет к прекращению роста напряжения на параллельном LC-колебательном конВ цепь положительной обратной связи 25 туре автогенератора и тем самым ограниI включены соединенные между собой первый и второй полупроводниковые диоды 5 и 6 и второй и третий резисторы 9 и 10, которые образуют управляемый делитель напряжения и конденсатор 15. Первый и второй полупроводниковые диоды 5 и 6 соединены после- 30 довательно-встречпо, а точка их соединения через переменный резистор 7 соединена с выходом источника 13.

Автогенератор работает следующим образом.

Коэффициенты передачи усилителя с трансформаторным колебательным контуром Ку (wo) и цепи положительной обратной связи постоянны за счет работы усилителя с трансформаторным колебательным кон35

чению амплитуды напряжения на нем. Такой механизм ограничения амплитуды напряжения наиболее эффективен при низкодобротном колебательном контуре. В то же время, за счет устранения влияния параметров усилительной схемы на частоту резонанса колебательного контура в низкодобротном колебательном контуре обеспечивается строгое выполнение условия генерации частоты колебаний тока на частоте резонанса колебательного контура.

Управляемый делитель напряжения выполнен в виде двух встречновключенных р-п переходов, смещенных по токовому входу постоянным стабильным током в прямом направлении и соединенных с вторым и трепередачи управляемого делителя напряжения изменяется в зависимости от уровня напряжения обратной связи в соответствии с выражением

Кд К..д ДК();(1)

45

туром в линейном режиме. Коэффициент 40 тьим резисторами, в одно из плеч которого включена катущка 4 индуктивности, а выходной сигнал снимается с второго резистора 9. Толщина р-п перехода изменяется под действием разности потенциалов, прикладываемых к контакту двух полупроводников р и п типов проводимости, и как следствие этого повышенное сопротивление р-п перехода изменяет свою величину под действием внешнего электрического поля. Встречно включены р-п переходы полупроводниковых диодов, которые смещены стабильным током через переменный резистор 7. Па втором резисторе 9 образуется постоянное напряжение, которое отделено от базы второго транзистора 2 конденсатором 15.

В связи с тем, что полупроводниковые диоды включены встречно, толщина р-п переходов у одного диода возрастает, а у второго уменьшается, что соответственно приво,,lcM-R(l-2R + mUT/lcM) .

Код ,

R

ТК + тЦт/

где

ДК(и,.х Кд lcM-R(l

(mU,)

(2)

(3) 50

мгновенное значение коэффициента передачи напряжения управляемого делителя напряжения; Код-коэффициент передачи напряже- 55 ния управляемого делителя напряжения при бесконечно малом входном сигнале;

0

5

0

AK(UBX)-приращение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения при появлении уровня входного сигнала; 1см - ток смещения, втекающий в р-п переходы первого и второго полупроводниковых диодов 5 и 6 и через переменный резистор 7 от источника 13; R - сопротивление второго и третьего

резисторов 9 и 10;

m -поправочный коэффициент, находящийся в пределах 1-2; UT -термодинамический потенциал. Таким образом, если мгновенное значение напряжения, снимаемое с катушки 4 индуктивности, равно нулю, обеспечивается условие самовозбуждения при Кд-Ку(шо) Как только мгновенное значение напряжения достигнет величины, при которой величина К-ц определяемая выражением (1), станет такой величиной, что произведение KyKy(cL)o), то прекратиться условие самовозбуждения автогенератора (условие компенсации потерь в контуре), что приведет к прекращению роста напряжения на параллельном LC-колебательном кон5 туре автогенератора и тем самым ограни0

5

чению амплитуды напряжения на нем. Такой механизм ограничения амплитуды напряжения наиболее эффективен при низкодобротном колебательном контуре. В то же время, за счет устранения влияния параметров усилительной схемы на частоту резонанса колебательного контура в низкодобротном колебательном контуре обеспечивается строгое выполнение условия генерации частоты колебаний тока на частоте резонанса колебательного контура.

Управляемый делитель напряжения выполнен в виде двух встречновключенных р-п переходов, смещенных по токовому входу постоянным стабильным током в прямом направлении и соединенных с вторым и тре0 тьим резисторами, в одно из плеч которого включена катущка 4 индуктивности, а выходной сигнал снимается с второго резистора 9. Толщина р-п перехода изменяется под действием разности потенциалов, прикладываемых к контакту двух полупроводников р и п типов проводимости, и как следствие этого повышенное сопротивление р-п перехода изменяет свою величину под действием внешнего электрического поля. Встречно включены р-п переходы полупроводниковых диодов, которые смещены стабильным током через переменный резистор 7. Па втором резисторе 9 образуется постоянное напряжение, которое отделено от базы второго транзистора 2 конденсатором 15.

дит к увеличению сопротивления р-п перехода в одном плече и соответственно к уменьшению - в другом плече. Из-за постоянства тока, втекающего в полупроводниковые диоды, происходит перераспределение тока, протекающего в левом и правом плечах. В одном плече ток возрастает, а в другом уменьшается. Соответственно изменяется падение напряжения на втором резисторе 9. Если напряжение Um является периодическим, период изменения напряжения на резисторе 9 в точности соответствует периоду переменного напряжения U. Таким образом, переменная составляющая выходного напряжения Уд управляемого делителя напряжения функционально связана с напряжением Ь ,,,, и при соответствующей апроксимации статической вольтамперной характеристики р-п перехода, например, экспотенциальной функцией связь U.i с Urn выражается гиперболической функцией вида

1 iH.D.thibs.IA

ид - ,l. i)

где ид-переменная составляющая напряжения, снимаемая с второго резистора 9;

Urn - переменное напряжение, подаваемое на третий резистор 10 (общий провод).

Благодаря встречному включению п-п переходов полупроводниковых диодов 5 и 6 и смещению их стабильным током от источника тока с бесконечным внутренним сопротивлением коэффициент передачи по напряжению Кд управляемого делителя напряжения не зависит от температуры, что тем самым способствует стабильности амплитуды напряжения на колебательном контуре. Изменение температуры вызывает из менение толщины р-п перехода, что в свою очередь приводит к изменению его сопротивления, причем при идентичности полупроводниковых диодов сопротивление р-п перехода диодов в левом и правом плечах изменяется на одинаковую величину. А так как сопротивления р-п переходов равны, а ток втекающий в них, стабилен, то коэффициент передачи управляемого делителя напряжения останется неизменным.

0

5

0

5

0

5

0

Формула изобретения

Автогенератор, содержащий iiepRHi i транзистор, к эмиттеру и коллектору которого нодключены первые выводы соответственно первого резистора и пара. 1лельно|-о LC-колебательного контура, катушку индуктивности, которая индуктивно соединена с катущкой индуктивности параллельного 1.(.- колебательного контура, кондср.сатор. последовательно соединенные первый по.пуировод- никовый диод и переменный резистор, другой вывод которого подключен к выходу источника напряжения смеп1,ения, при этом второй вывод первого резистора соединен с общей П1И1ЮЙ, второй вывод параллельного LC-колебательного контура подключен к выходу источника питания; отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды и частоты генерируемых колебаний введены последовате. 1ь- но соединенные второй полупроводниковьп диод и второй резистор, третий и четвертый резисторы, при этом третий резистор включен между вторым выводом первого диода и первым выводом катх шки индуктивности, второй вывод которой подключен к общей шине, точка соединения второго полупроводникового диода и второго резистора соединена с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с нервым выводом четвертого резистора ч с базой второго транзистора, выход источника питания соединен также с коллектором второго транзистора, .между эмиттером которого и общей шиной включен введенный пятый резистор, причем вторые выводы второго и четвертого резисторов соединены соответственно с обн1ей 1ни- ной и выходом источника напряжения смещения, база первого транзистора подключена к эмиттеру второго транзистора, а второй вывод второго нолупроводниково- го диода подключен к точке соединения переменного резистора и первого ио.чу- проводникового диода, который соединен с вторым полупроводниковым диодом последовательно-встречно.