Рис. 22.8. Виды связи контуров

сосредоточена индуктивность, а в другой - вся емкость (рис. 22.7, а). Если в одной ветви включена только индуктивность, а в другой - индуктивность и емкость (рис. 22.7, б), контур относят ко II виду. Контур III вида содержит в одной ветви только емкость, а в другой - емкость и индуктивность (рис. 22.7, в).

Связанные колебательные цепи. Два и более колебательных контура, взаимно влияющие на электрическое состояние друг друга, называют связанными. Возможны различные способы осуществления связи между контурами. На рис. 22.8, а приведена схема индуктивной (трансформаторной или магнитной) связи контуров. При подаче энергии от внешнего генератора в первичном контуре (смежном с генератором э. д. с. Е) возникают колебания. По катушке L1 будет протекать переменный ток высокой частоты. Магнитное поле этого тока будет пронизывать катушку L2, вследствие чего в ней индуктируется э. д. с, под действием которой во вторичном контуре возникает ток. Для усиления такой связи сближаются катушки, чем увеличивают их взаимную индуктивность.

На рис. 22.8, б и е изображены схемы емкостной связи. В схеме внутренней емкостной связи (см. рис. 22.8, б) переменное напряжение на конденсаторе связи Сев создается током первичного контура. С уменьшением емкости возрастают ее сопротивление и напряжение на ней, вследствие чего увеличивается связь между контурами. При внешней емкостной связи (см. рис. 22.8, в) переменный ток, ответвляющийся через конденсатор Сев, питает вторичный контур. С увеличением емкости Сев связь по току между контурами возрастает.

Величину связи между контурами оценивают коэффициентом связи. Он показывает, какую долю (от максимально возможной) составляет э. д. с, наводимая во вторичном контуре.

§ 22.2. Устройство и принцип действия генераторов

Общие сведения. Электронными генераторами гармонических колебаний называют автоколебательные системы, в которых энергия источников питания постоянного тока преобразуется в энергию незатухающих электрических сигналов переменного тока требуемой частоты. Электрические сигналы, формируемые генератором, должны быть стабильными по частоте и амплитуде, синусоидальными по форме. По принципу действия различают генераторы

с самовозбуждением (автогенераторы) и генераторы с внешним (посторонним) возбуждением. Автогенераторы 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. Генераторы с внешним возбуждением являются, по существу, усилителями и служат для усиления мощности или умножения частоты высокочастотных колебаний.

Автогенератор представляет собой резонансный усилитель (нагрузкой служит резонансный контур) с положительной обратной связью, в котором выполнено условие самовозбуждения К=1 (см. § 21.3). Если это условие выполняется только для одной частоты, то генерируемые колебания имеют синусоидальную форму, если для многих частот, то колебания имеют сложную форму. Обычно это условие реализуется в генераторах релаксационных {несинусоидальных) колебаний - мультивибраторах, блокинг-ге-нераторах и др.

Структурная схема автогенератора. Функциональная схема автогенератора (рис. 22.9, с) содержит колебательную систему КС (обычно контур), в которой возбуждаются требуемые незатухающие колебания; источник электрической энергии ИЭ (источник питания), за счет которого в контуре поддерживаются незатухающие колебания; усилительный элемент УЭ (транзистор или лампа), с помощью которого регулируется подача энергии от источника в контур; элемент обратной связи ЭОС, посредством которого осуществляется подача возбуждающего переменного напряжения из выходной во входную цепь.

По способу осуществления обратной связи различают автогенераторы с индуктивной (трансформаторной или автотрансформаторной) и емкостной обратной связью. Используются также схемы двухконтурных генераторов с электронной связью и с обратной связью через междуэлектродные емкости.

Принцип действия. Схемы автогенераторов с индуктивной (трансформаторной) ОС приведены на рис. 22.9, бив. При включении источников питания в коллекторной (анодной) цепи транзистора (лампы) возникает ток коллектора, который заряжает конденсатор колебательного контура. После заряда конденсатор

г* УЗ

Рис. 22.9. Схемы автогенераторов с индуктивной ОС

ао

Рис. 22.10. К объяснению процесса самовозбуждения

разряжается на катушку. В результате в контуре LrCk возникают свободные колебания с частотой/о = l/(2jt ]/LrCk) , индуктирующие в катушке связи Lc переменное напряжение той же частоты, с которой происходят колебания в контуре. Это напряжение вызывает пульсацию тока коллектора (анода). Переменная составляющая этого тока восполняет потери энергии в контуре, создавая на нем усиленное транзистором переменное напряжение.

Процесс возникновения колебаний в генераторе показан на рис. 22.10, а и б. В начальный момент (при включении источника питания) свободные колебания в контуре имеют малую амплитуду, поэтому индуктированное этими колебаниями напряжение возбуждения на базе транзистора Ue или сетке лампы Uc невелико. После усиления сигнала усилительным элементом ток в контуре /к (ia) возрастает, в результате чего увеличивается амплитуда напряжения возбуждения Ыб (Ис), а следовательно, и амплитуда тока в контуре. В установившемся режиме рост тока в контуре ограничивается сопротивлением потерь контура, а также затуханием, вносимым в контур за счет прохождения тока по обмотке обратной связи. Незатухающие колебания в контуре автогенератора установятся лишь при выполнении фазового (баланс фаз) и амплитудного (баланс амплитуд) условий самовозбуждения генератора.

Фазовое условие сводится к тому, что в схеме генератора должна быть установлена положительная ОС между выходной и входной цепями транзистора (лампы). В этом режиме обеспечивается восполнение потерь энергии в контуре. Фазовое условие самовозбуждения выполняется, если суммарный сдвиг фаз усили; тельной цепи К и обратной связи р (см. рис. 21.8) составляет 2пп, где п=0, 1, 2, ... Практически фазовое условие удовлетворяется, если переменное напряжение на входе усилительного элемента изменяется в противофазе с переменным напряжением на контуре выходной цепи.

Обычно резонансное сопротивление параллельного контура имеет чисто активный характер. При воздействии на базу (сетку) сигнала с частотой, равной частоте резонанса, напряжение на кол-

5978