2 (2710)

Każdy generator ma obwód elektryczny decydujący o częstot, ości wytwarzanych drgań. W zależności od charakteru tego obwodu rozróżniamy:

—    generatory LC, których częstotliwość drgań wyznacza obwód rezonansowy,

—    generatory RC, których częstotliwość drgań wyznacza filtr RC,

—    generatory elektromechaniczne, których częstotliwość drgań wyznaczają drgające elementy mechaniczne, np. widełki stroikowe w generatorze kamertonowym, a najczęściej jest to oscylator kwarcowy.

Z teorii wzmacniaczy ze sprzężeniem zwrotnym wiadomo, że jeżeli dodatnie sprzężenie zwrotne osiągnie pewną krytyczną dla danego wzmacniacza wartość, to staje się on niestabilny i może przekształcić się w źródło okresowych drgań elektrycznych. W zależności od wartości sprzężenia, drgania mogą być sinusoidalne lub w postaci niesinusoidalnego przebiegu okresowego. W generatorach sinusoidalnych ze sprzężeniem zwrotnym element aktywny pracuje najczęściej w klasie C, a strojone obwody odfiltrowują składową sinusoidalną. Praca w klasie C zapewnia dość dobrą stabilność częstotliwości (A/ * (l0~⁴+ 10‘⁵)/).

Elementy aktywne generatorów mogą pracować również w klasie A, jeśli zostaną zastosowane układy stabilizacji amplitudy drgań.

W zależności od zastosowań określa się wymagania dotyczące parametrów technicznych generatora, jak: częstotliwość i jej stabilność, zakres przestrajania, amplituda i jej stabilność, zawartość harmonicznych, moc i sprawność.

Przykładowo, wymagania stawiane generatorom pieców elektrycznych dotyczące przede wszystkim mocy i sprawności, odsuwają na dalszy plan kryterium zawartości harmonicznych czy stabilności częstotliwości. Generator układu pomiarowego pracującego z modulacją amplitudy powinien charakteryzować się bardzo dobrą (Au ~ 0,5% U) stałością amplitudy, małym współczynnikiem zawartości harmonicznych, dość dobrą (Ąf ~ 10~⁴/) stabilnością częstotliwości. Moc generatora wynika z właściwości układu pomiarowego, a jego sprawność praktycznie nie jest brana pod uwagę.

3.2.1. Ogólne warunki generacji drgań

Wzmocnienie wzmacniacza z dodatnim sprzężeniem zwrotnym określa wzór

K' =

K

(3.1)

Mianownik ułamka jest wielkością zespoloną i w szczególnym przypadku, gdy K_u p^. = 1 + jO wzmocnienie wzmacniacza staje się nieskończone. Oznacza to, że na wyjściu wzmacniacza pojawi się sygnał przy braku zewnętrznego sygnału wejściowego lub że wartość sygnału wyjściowego wzmacniacza będzie niezależna od zewnętrznego źródła sygnału. Układ znajduje się w stanie generacji.

Warunek K_u f^. = 1 +/0 można rozdzielić na dwa warunki generacji, zwane warunkami Barkhausena\

—    warunek amplitudy '

KPyl = 1    <^>

określający zależność między współczynnikiem wzmocnienia wzmacniacza bez sprzężenia i współczynnikiem sprzężenia zwrotnego,

—    warunek fazy

<p + \Ji = 2un    (3.3)

określający całkowite przesunięcie fazowe tp toru wzmacniacza i pętli sprzężenia zwrotnego t|i (rys. 3.2) zapewniający dodatnie sprzężenie zwrotne.

		Ku V	h		±. _ir
Us\		Pi V

Ze względu na możliwą w czasie pracy generatora zmianę parametrów elementu aktywnego, elementów układu lub warunków zasilania, iloczyn K_u przyjmuje się nieco większy od jedności. Korekta o 5% jest na ogół wystarczająca do zapewnienia stałych drgań, a zawartość wyższych harmonicznych spowodowana przesterowaniem wzmacniacza najczęściej jest pomijalna. ^R>'^s- ^{3 2 Generator ze} sprzężeniem zwrotnym

3.2.2. Generatory LC

W generatorach LC, stosowanych najczęściej do wytwarzania drgań o częstotliwościach większych niż 50 kHz, są wykorzystywane elementy reaktancyjne jako elementy obwodu sprzężenia zwrotnego oraz obwody rezonansowe wyznaczające częstotliwość drgań.

Do podstawowych układów generatorów LC zaliczamy układy: Meissnera, Hartleya i Colpittsa, prezentujące trzy rodzaje sprzężenia, tzw. transformatorowe, indukcyjne i pojemnościowe.

3.2.3. Generator Meissnera

Konfiguracje generatora wg układu Meissnera przedstawione są na rys. 3.3. Tranzystory pracują w układzie WE. Kropkami oznaczono prawidłowe połączenia uzwojeń zapewniających przesunięcie fazy o kąt rt.

Rys. 3.3. Generator Meissnera: a) schemat podstawowy, b) generator w układzie szeregowym, c) generator w układzie równoległym, d) układ piaktyczny [1]

a) --------------

EJ

\ Pi

51