2.2. 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

 

 



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



u



E

g

U



U

1

U

2

R

L

Rys. 2.1. Schemat blokowy wzmacniacza z dodatnią pętlą sprzężenia zwrotnego

 





k j

U

U

k

j

u

u

u









2

1

exp

 

















u

u

j

U

U

j





2

exp

 

 

   

k j

U

E

k j

k j

j

f

g

u

u

u





 









2

1

   

















k j

j

k

j

k

k

j

u

u

u

u

u

u

u

u

k

 



























Re

Im

exp

1





k

k

u

u

u

u





 



1

1

Re

Warunek amplitudy









Im

,

,

, ,

k

n

n n

u

u

k





















2

2

0 1

lub



Warunek fazy

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





1

0

/

A

P

0

B

A

P

0

B

R

S

r

u

 0

E

0

I

0

0

0

a)

b)

G

R

R

R

1/

Rys. 2.3. Podstawowe generatory LC z elementami o ujemnej rezystancji: a) obwód

równoległy odtłumiany przez element o charakterystyce typu N, b) obwód szeregowy

odtłumiany przez element o charakterystyce typu S

a)

b)

L

L

C

C

p

C

G

R

g

u

R

S

L

p

r

u

Rys. 2.4. Linearyzowane schematy zastępcze generatorów z elementami o ujemnej

rezystancji z charakterystykami: a) typu N, b) typu S

• dla układu z elementem typu N

Y G

g

j

L

j C j C

R

u

p













1

0







• dla układu z elementem typu S

Z R

r

j C

j

L j

L

S

u

p



 







1

0







G

g

R

r

R

u

S

u





oraz

Graniczny warunek amplitudy

G

g

R

r

R

u

S

u





oraz

(W rzeczywistych warunkach)















0

0

0

2

1

1











f

L C C

L L C

p

p

,

1

2

3 2

3

1

2

3

1

2

1

3

C

2

L

2

L

2

C

2

C

1

C

1

L

1

L

1

L

L

a)

b)

c)

2

3

1

2

1

3

C

C

C

C

Rys. 2.5. Zmiennoprądowe uproszczone schematy ideowe

generatorów trójpunktowych

LC (z tranzystorami bipolarnymi i JFET): a) Colpittsa, b) Hartleya,

c) Meissnera

a)

c)

R

B2

L

D

U

CC

b)

U

CC

L

D

R

D

R

B2

R

B1

R

B1

T

T

T

L

L

L

C

2

C

2

C

1

C

1

C

b2

C

b1

C

b

C

b

R

B

DZ

R

E

C

1

C

2

 U

EE

Dł.w.cz

Dł.w.cz

Rys. 2.12. Zasilanie generatorów Colpittsa: a) równoległe

przez dławik w.cz.,

b) przez dławik w.cz. i cewkę obwodu rezonansowego, c) od

strony emitera

T

L

n

1

n

2

n

C

b

R

B1

R

B2

R

L

C

U

CC

C

e

R

E

R

B

L

D

Dł.w.cz

a)

b)

U

CC

R

L

C

L

C

b2

C

b1

Rys. 2.14. Generator Meissnera: a) z zasilaniem szeregowym, b) z zasilaniem równoległym

a)

b)

T

T

L

L

z




























L

z1

L

z2

C

3

C

1

C

2

C

1

C

2

C

L

1

L

2

Rys. 2.15. Odmiany generatorów LC: a)
generator Clappa,
b) generator Khna-Hutha

L

L

C

z

 

1

2

3



a) X

z





k

0



s



r



b)



R

z

R

z

r

k

X

zmax

X

z



s



r



m

1

0



C





s

k

Q

2

1

0



C

Rys.10. Charakterystyki częstotliwościowe
rezonatora kwarcowego:

a) przy pominięciu strat, b) z

uwzględnieniem strat

 

 

L

X

L

z

z

k

s

s







 









2

 

 

 

Z

R

j X

k

z

z











 

k

s

k

r

Z











m

r

s

k

Q





2

X

Q

C

C

L

z

k

k

m

k

max













1
2

0

2



TWCz

f

f

T T







max

min

2

1



R

z

R

z

X

z

r

k

X

z



s



r



m

1



C

o





s

k

Q

2

Rys. 2.16. Impedancja rezonatora
kwarcowego

C

1

C

2

2

3

1

2

1

3

C

L

2

L

1



S



S

T

T



S

a)

b)

c)

C

1

C

2

L

R

L

U

CC

U

EE

Rys. 2.17. Podstawowe układy Butlera: a) z czwórnikiem

sprzęgającym Colpittsa,

b) z czwórnikiem sprzęgającym Hartleya, c) praktyczna realizacja

z czwórnikiem

sprzęgającym Colpittsa

a)

b)

c)

d)

( )

L

( )

L

( )

L

1

( )

L

1

L

2

L

2

L

2

C

1

C

2

C

1

C

2

U

CC

U

CC

C

2

C

1

2

3

1

1

2

3

C

C

C

2

C

U

CC

U

CC

L L

z









L L

z

 



Rys.2.18. Generatory: a) Colpittsa-Pierce’a z dwoma pojemnościami,

b) Colpittsa-Piercea

z obwodem rezonansowym, c) Hartleya-Piercea z indukcyjnością, d)

Hartleya-Piercea

z obwodem rezonansowym

U

2

R

1

R

2

R

b

R

a

C

1

C

2

U





U





U

1

Rys. 2.19. Mostek
Wiena

2

1

2

2

/

Z

Z

Z

U

U















b

a

b

R

R

R

U

U











2

/



























Q

j

U

U

1

0

2











0

0





C

C

C n

/

R

R

nR

U

2

U



Rys. 2.21. Czwórnik

TT

 

 









 

 







u

U

U

n

j

n

n

j











 





2

2

1

2

1 1/



















0

0

0

1

,

RC





n





05 1

1

,

'

'





dla















u

j

j

j

'

'

'

'



















4

4

1

a)

b)

R

R

R

R

R/ 2

C

C

C

1

C

2

U

o

R

4

R

3

R

2

R

7

R

G

R

6

 U

GG

 U

GS

JFET

JFET

D

1

D

2

U

C2

P

2

C

R

4

P

2

R

3

R

2

R

7

R

6

C

2

D

1

U

C2

C

1

D

2

R

5

R

5

U

GS

U

o

C

C

Rys. 2.25. Generatory RC: a) z mostkiem Wiena, b) z mostkiem podwójne T