Генераторы с управляемой амплитудой сигнала

Управляемый генератор. Генератор низкой частоты (рис. §Л8) собран на транзисторе VT2. В нем отсутствуют колеба­ния» если транзистор VT1 закрыт. Коллекторное напряжение закрытого транзистора VT1 откры­вает диод, через который за­мыкается ООС. С приходом положительного напряжения на базу транзистора VT1 в его коллекторе будет напряже­ние, близкое к нулю. Диод закрыт. В генераторе возни­кают гармонические колебания. Для тех номиналов элементов, которые указаны на схеме, выходной сигнал имеет часто­ту 1 кГц.

Рис. 9.18

Ждущий генератор.Гене­ратор, собранный на мосте Ви­на (рис. 919), формирует на выходе сигнал, если на входе присутствует импульс положительной полярности. Входной сигнал с амплитудой 5 В открывает транзистор VT1. Во время действия это­го сигнала оба транзистора находятся в линейном режиме В схеме возникают гармонические колебания, частота которых определяется выражением f=1/2 п(R₂С₂)^-2 при C₂=C₃ и R₂ = R₄ и может нахо­диться в пределах от 100 Гц до 100 кГц Амплитуда гармонических колебаний находится в прямой зависимости от амплитуды импульса входного сигнала. Если во время действия импульса амплитуда гармонического сигнала возрастает, то следует увеличить глубину ООС регулировкой резистора R7. По окончании действия управля­ющего импульса транзисторы закрываются и генерация срывается Генератор на фиксированную частоту. Генератор низкочастот­ных колебаний (рис. 9 20) в диапазоне от 1 Гц до 100 кГц построен на мосте Вина. Коэффициент гармоник может быть получен меньше 0,5%. Автоматическая регулировка усиления осуществляется термо­резистором $3 Частота выходного сигнала определяется емкостями конденсаторов С1 и, С2. f ~ 0,3 С, где f — в килогерцах, С — в пи-кофарадах.

Генератор с диодной стабилизацией амплитуды. Генератор низ­кочастотных колебаний (рис. 921) построен на ОУ с мостом Вина в цепи ПОС Для стабилизации режима работы генератора в схему включены два диода. Последовательно включенный резистор R6 уменьшает нелинейные искажения. Лучшим способом регулировки

Рис. 9.19

Рис. 9.20 Рис. 9.21

Частоты является замена двух конденсаторов. Амплитуда выходно­го сигнала не меняется от частоты. Ома постоянна с точностью 0,5 дБ в полосе с коэффициентом перекрытия 10⁵. Частота сигнала определяется по формуле f~0,05 С, где f — в килогерцах, С — в пи-кофарадах.

Регулировка амплитуды с помощью полевого транзистора. В цепь ПОС ОУ (рис. 922) включен мост Еина. Для стабилизации амплитуды выходного сигнала применяется полевой транзистор, ко­торый работает в качестве переменного сопротивления. При нулевом напряжении на затворе сопротивление транзистора близко к значе­нию 1/S, при S — крутизна характеристики транзистора. Коэффи­циент усиления усилителя будет определяться выражением K_yu = SR₂. При большом коэффициенте усиления в схеме возни­кают гармонические колебания Выходной сигнал ОУ детектируется с помощью цепочки VD, R5, R4, СЗ. Положительное напряжение детектора является закрывающим для полевого транзистора, а при закрывании сопротивление полевого транзистора увеличивается. В результате коэффициент усиления ОУ уменьшается и амплитуда генератора будет стабилизироваться на определенном уровне. Ча­стота сигнала определяется формулой f=l/2пR₁C₁. Схема позво­ляет получить сигналы с частотой от 1 Гц до 100 кГц.

Рис. 9.22 Рис. 9.23

Рис. 9.24

Стабилизация амплитуды сигнала с помощью светодиодов. Ко­эффициент усиления ОУ (рис. 923) устанавливается с помощью ре­зисторов R3 и R4 и равен 3,2. Такой коэффициент усиления необ­ходим для запуска генератора. Как только амплитуда гармониче­ского сигнала увеличится до 1,6 В, открываются диоды и возникает цепь дополнительной ООС. Коэффициент усиления падает, и ампли­туда гармонического колебания стабилизируется на определенном уровне. Искажения, вносимые схемой стабилизации, не превышают уровня 1%. Амплитуда выходного сигнала регулируется от 2 до 5В. Частота зависит от элементов моста Вина и может принимать зна­чения от единиц герц до сотен килогерц.

Генератор с двухзвенной фазосдвигающей цепью. В генераторе (рис. 9.24,а) стабилизация амплитуды выходного сигнала осуще­ствляется с помощью диодов. Кроме того, потенциометрами R2 и R7 можно регулировать стационарную амплитуду выходного сигнала и тем самым уменьшать нелинейные искажения, связанные с ограни­чением сигнала. Резистор R2 регулирует коэффициент усиления, а резистор R7 управляет коэффициентом усиления за счет изменения положения рабочей точки.

В генераторе можно менять частоту с изменением номиналов конденсаторов или резисторов. Зависимость частоты выходного сиг­нала от емкости конденсатора С2 показана на рис. 9.24,6.

МНОГОЗВЕННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Генератор с двойным мостом. Генератор (рис. 9.25) по­строен на двойном Т-образном мосте, включенном в цепь ООС. На частоте режекции моста возникают колебания. На этой частоте эквивалентное сопротивление моста стремится к бесконечности. Ча­стота выходного сигнала определяется по формуле f=l/2пRC при R=R4=R5; С=С1 = С2; R6= =R/2; C3=C/2. Генератор мо­жет работать на частотах до 100 кГц. Коэффициент гармоник менее 5%.

Генератор с высокочастотной линией. Фазосдвигающая цепоч­ка генератора (рис. 9.26, а) со­стоит из нескольких uRC-звеньев. В схеме возникают гармонические колебания, частота которых зави­сит от числа и характеристиче­ского сопротивления RС-звеньев. Эта зависимость приведена на рис. 9.26,6. Если коэффициент усиления ОУ большой, то форма сигнала имеет нелинейные искажения. С помощью резистора R13 можно изменять коэффициент усиления ОУ и добиться практически гармонической формы выходного сиг­нала Уменьшение нелинейных искажений сигнала можно получить также изменением рабочей точки ОУ с помощью резистора R16 Сов­местная подстройка этих потенциометров позволяет уменьшито коэффициент гармоник до 1% Если снимать сигналы с резисторов Rl — R11, то можно получить выходной сигнал с фиксированным фазовым сдвигом от 0 до я с дискретностью п/10.

Рис. 9.25 Рис. 9 26

Генератор с низкочастотной линией. В основу генератора (рис 927, а) положена длинная- фазосдвигаюшая цепь Колебания в схеме возникают за счет большого коэффициента усиления ОУ На выходе ОУ формируется сигнал прямоугольной формы По мере продвижения сигнала по RC цепям форма его меняется Если на конденсаторе С1 он имеет форму, трапеции, в последующих цепях треугольную, то на оконечных — гармоническую форму Высшие спектральные составляющие прямоугольного сигнала отфильтровы ваются Степень ослабления этих гармонических составляющих за­висит от количества RC звеньев На выходе схемы присутствует гармонический сигнал, амплитуда которого практически не меняет­ся при изменении емкости конденсатора С1, определяющего частоту сигнала (см график рис 9 27, б)

Управляемый генератор на интегральной микросхеме К226УС4Б. Фазосдвигающая цепочка генератора (рис 9 28) состоит из конден­саторов С4 и С5 и сопротивлений полевых транзисторов VT1 и VT2 Частота генерации Определяется выражением w = (U₀ — U₃ )/R_TCU₀, где R_r — сопротивление полевого транзистора при напряжении на затворе, равном нулю, U₀ — напряжение отсечки полевого транзи­стора; U₃ — управляющее напряжение в затворе. Эта формула справедлива при условии, что характеристики полевых транзисто­ров близки друг другу. Для уменьшения нелинейных искажений ге­нерируемых колебаний применяется ОС, осуществляемая через рези­сторы R3 — R6, которая выравнивает зависимость сопротивления полевого транзистора от напряжения в затворе Кроме того в схе­му введена еще одна цепь ООС, влияющая на форму колебаний. Эта связь выполнена на терморезисторе R8.

Рис. 9.27

Рис. 9.28 Рис. 9.29

С помощью полевых транзисторов можно перестраивать часто­ту генератора почти в 100 раз. Однако на краях диапазона наблю­дается значительное искажение формы колебаний.

Двухтактный генератор. Генератор (рис. 9 29) собран по двух­тактной схеме В коллекторы транзисторов включен колебательный контур. При заданной индуктивности частота выходного сигнала может меняться дискретно подключением конденсаторов. Резистор R1 позволяет точно настраиваться на фиксированные частоты Об­ратная связь осуществляется через резисторы R2 и R3. Амплитуду выходного сигнала можно регулировать с помощью резистора R8 Для установки частоты генератора с помощью С1, С2 можно поль­зоваться данными, приведенными в табл. 9.1.

Таблица 9.1

f, Гц
С1, нФ				4,5	2,25	1,5
С2, нФ

Глава 10

ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Широкое применение импульсных генераторов в дискрет­ной и аналоговой технике привело к разработке большого числа схем, выполняющих разнообразные-функции. В зависимости от на­значения устройства к генераторам предъявляются самые разнооб­разные требования. Наиболее важным является требование стабиль­ности частоты формируемого сигнала. Относительная нестабильность частоты в пределах 10^-4 — 10^-6 может быть получена только в-квар-цевых генераторах. Нестабильность частоты в пределах 10~² — 10~³ достигается в генераторах на LC-контурах. Генераторы с неста­бильностью частоты 10^-1 — 10^-2 строятся на RС-элементах.

В устройствах, где требования по стабильности частоты не иг­рают первостепенной роли, применяют генераторы с параметриче­ской стабилизацией. Эти генераторы з-начительно проще в изготов­лении, чем кварцевые. Параметрическая стабилизация частоты в импульсных генераторах сводится к стабилизации момента переклю­чения пороговой схемы, на вход которой поступает сигнал с инте­грирующей цепочки Здесь можно идти двумя путями. При экспо­ненциальном законе изменения напряжения на интегрирующем кон­денсаторе необходимо уменьшить интервал открывания пороговой схемы и стабилизировать пороговый уровень. Для этих целей при­меняют ОУ с чувствительностью менее 1 мВ. Кроме этого способа стабилизации частоты генератора, можно применить способ, осно­ванный на другдм законе изменения напряжения на интегрирующей емкости. Например, применение параболического закона изменения напряжения увеличивает точность открывания пороговой схемы. К этому варианту следует отнести применение мостовых цепей, со­стоящих из двух интегрирующих элементов. Выходные сигналы мо­ста подаются на двухвходовое пороговое устройство. В первой интегрирующей цепочке выходной сигнал возрастает, а во второй — падает. В тот момент, когда сигналы на вйходах цепочек сравняют­ся, срабатывает поррговое устройство и происходит разряд конден­саторов.

Наряду со стабилизацией частоты выходного сигнала к генера­торам предъявляются требования минимального потребления энер­гии. Среди импульсных схем с минимальной мощностью потребления особое место занимают схемы с дополнительной симметрией, постро­енные на комбинации транзисторов обоих типов проводимости. Основной особенностью этих схем является то, что в одном из со­стояний все транзисторы закрыты и потребление энергии практиче­ски отсутствует. Энергия расходуется в момент формирования импульсного сигнала.

При большом разнообразии генераторов существует значитель­ное количество методик расчета параметров схемы. Применяются разные подходы к температурной стабилизации частоты.

Способ включения ОУ, которые приведены в схемах, можно найти в гл. 1.

ГЕНЕРАТОРЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ

Генератор с независимой регулировкой периода и длитель­ности импульса. Длительность импульсов и интервал между ними в генераторе (рис. 10.1) могут устанавливаться независимо друг от друга в широком диапазоне. Эти параметры генератора определя­ются разрядом двух конденсаторов, При разряде конденсатора С1 транзистор VT1 закрыт, a VT2 открыт. Когда же разряжается конденсатор С2, то транзистор VT1 открыт, a VT2 закрыт. При открытом транзисторе VT1 конденсатор С1 заряжается Поскольку транзистор VT1 насыщен, то конденсатор С1 заряжается большим базовым током.

Рис. 10.1

Длительность импульса определяется постоянной времени Ti=RiCi, а интервал между импульсами — постоянной времени т₂ = С₂R4. Для номиналов элементов, указанных на схеме скваж­ность равна 500. При С1=100 мкФ, R1= 150 кОм и С2=б,47 мкФ длительность импульса равна 50 мс, а интервал — 10 с. Эпюры напряжений в точках схемы проиллюстрированы на рисунке.

Рис. 10.2

Генератор инфранизких частот. При включении питания (рис. 10.2) транзистор VT2 находится в открытом состояния. На его эмиттере существует напряжение, равное напряжению источника питания. Положительный перепад напряжения проходит через кон­денсатор С на затвор полевого транзистора VT3. Полевой транзл-стор закрыт. Начинается процесс заряда конденсатора через рези­стор R3. Через некоторое время напряжение на конденсаторе станет таким, что полевой транзистор начнет открываться. Это вызовет открывание транзистора УТ1, который, в свою очередь, закроет транзистор VT2. Конденсатор С начнет разряжаться через резистор R4 и открытые n-р переходы транзистора VTJ и полевого тран­зистора.

Время заряда емкости определяется выражением t₃=0,7 CR_S, а время разряда t_р=0,7 CRz. Эпюры напряжений в точках схемы показаны на рис. 10.2.

Для получения максимально возможного значения t, необходи­мо сопротивление резистора R3 выбирать большим. Поскольку ток затвора полевого транзистора меньше 10~⁸ А, то R3 может прини­мать значения десятков мегаом. Элементы с номиналами, указан­ными на схеме, позволяют получить период следования импульсов 1,4 с. Температурный дрейф составляет 0,6%/град.

Мостовой генератор. Генератор (рис. 10.3, с) имеет два выхода, где формируются сигналы различной полярности. В коллекторе транзистора VT1 формируется импульс отрицательной полярности, а в коллекторе транзистора VT2 — положительной. После вклю­чения питания оба транзистора находятся в закрытом со­стоянии. Начинается процесс заряда конденсаторов. Конденсатор С1 заряжается через резистор R1, а конденсатор С2 — через рези­стор R4. На базе транзистора VT1 увеличивается положительный потенциал. В то же время положительный потенциал базы транзи­стора VT2 уменьшается. Через время T₁ = 0,7 C₁R₁ потенциалы на базах транзисторов сравняются. С этого момента оба транзистора начинают проводить. С открыванием транзистора VT1 конденсатор С2 начнет разряжаться через базовую цепь транзистора VT2 В это же время конденсатор С1 будет разряжаться через базовую цепь транзистора VT1. Оба транзистора окажутся в режиме насы­щения. Напряжение на коллекторе транзистора VT1 изменится с 15 до 7,5 В, а на коллекторе транзистора VT2 — от 0 до 7,5 В В этом состоянии транзисторы будут находиться до тех пор, пока базовые токи способны обеспечить коллекторный ток 5 мА. По достижении этого граничного условия оба транзистора перейдут в активную область. Изменение напряжения в коллекторах транзисторов приве­дет к дальнейшему уменьшению коллекторного тока и в конечном счете к полному закрыванию. Начнется новый цикл работы генера­тора. Время разряда конденсаторов определяется длительностью импульса 2 мкс. Период следования импульсов равен 70 мкс На рис. 10.3,6 приведены эпюры напряжений в точках схемы.

Рис. 10.3 Рис. 10.4

Рис. 10.5

Последовательная схема генератора. При включении питания схемы (рис. 10.4) транзистор VT1 будет открыт напряжением дели­теля R1 и R2. Следом откроется транзистор VT2. Напряжение на его коллекторе равно напряжению питания. Начинается процесс за­ряда конденсатора. Основной цепью заряда будет резистор R4. Напряжение на конденсаторе увеличивается до 6 В. После этого следует закрывание транзистора VT1, а затем и транзистора VT2. Плюсовое напряжение на конденсаторе будет уменьшаться через резистор R6. Наступит момент, когда напряжение на конденсаторе сравняется с напряжением в базе транзистора VT1. С этого момен­та транзисторы VT1 и VT2 открываются. Начинается новый цикл работы генератора Длительность импульса определяется постоян­ной времени RiCi, а интервал между импульсами - постоянной вре­мени R₈Ci. При указанных на схеме номиналах импульсы выход­ного сигнала имеют период следования 2 кГц.

Высокочастотный генератор.Преобразователь постоянного на­пряжения в частоту (рис. 10.5, а) построен на одном транзисторе, который работает в лавинном режиме. В этом режиме транзистор имеет S-образную вольт-амперную характеристику. Входное напря­жение может меняться до 10 В с девиацией частоты выходного сиг­нала 40 — 50% от максимальной частоты 35 МГц. Крутизна преоб­разования 10 МГц/В.

В исходном состоянии, когда управляющее напряжение равно нулю, конденсатор разряжается через резистор R4. Как только напряжение на конденсаторе спадет до уровня включения транзисто­ра, конденсатор через открытый транзистор быстро заряжается. Затем процесс повторяется. Напряжение на конденсаторе имеет пи­лообразную форму. На выходе генератора формируются импульсы с амплитудой 5 В, длительностью десятки наносекунд и временем нарастания до 4 не. Пропорциональность изменения частоты выход­ного сигнала от управляющего напряжения достигается подбором сопротивления резистора R2. Для R2=Q,5 кОм нелинейность состав­ляет 0,8%, а для R2 = 2 кОм — 0,4%.

Применяемые в схеме транзисторы типа ГТ313А имеют малое напряжение пробоя эмиттерного перехода. Чтобы не произошло от­крывания эмиттерного перехода напряжением на конденсаторе, в цепь включен диод VD1. Для устранения пробоя эмиттерного пере­хода можно применить следящую ОС, осуществляемую при помощи транзистора VT2 (рис. 105,6). Кроме того, этот транзистор позво­ляет повысить нагрузочную способность схемы, если сигнал снимать с эмиттера, и обеспечивает более высокую стабильность частоты.

Рис. 10.6 Рис. 10.7

Формирователь сигнала с большой скважностью. После вклю­чения питания (рис. 10.6) конденсатор заряжается через резисторы R1 и R3. Транзистор VT2 закрыт напряжением с делителя R2 и R5. В закрытом состоянии находится также транзистор VT1. По мере заряда конденсатора напряжение в эмиттере увеличивается. Через некоторое время напряжение на конденсаторе превысит напряже­ние на базе. Транзистор VT2 откроется. Коллекторный ток этого транзистора откроет транзистор VT1. Конденсатор начнет разря­жаться через транзистор VT2, резистор R4 и переход база — эмит­тер транзистора VT1. Напряжение на конденсаторе падает практи­чески до нуля. Наступает момент, когда транзистор⁴ VT2 выходит из насыщения. Начинает закрываться транзистор VT1. Коллектор­ное напряжение его через делитель напряжения R2 и R5 еще больше закрывает транзистор VT2. Возникает лавинообразный процесс, и оба транзистора закрываются. Конденсатор вновь начинает заря-жаться.

Для указанных в схеме номиналов элементов период следования выходных импульсов равен приблизительно 2 с, а длительность им­пульса 2 мкс.

Низкочастотный генератор. Генератор (рис. 10.7) позволяет по­лучить на выходе сигналы с частотой повторения от нескольких миллисекунд до нескольких секунд. Это достигается непосредствен­ной связью между транзисторами разной проводимости. При вклю­чении питания транзистор VT2 открывается и его коллекторный ток открывает транзистор VT1. В цепи коллектора транзистора VT1 устанавливается напряжение, равное напряжению питания. Поло­жительный перепад напряжения пройдет в базу транзистора VT1 и еще больше откроет его. Конденсатор С будет заряжаться через базовую цепь транзистора VT1. Время заряда конденсатора опре­деляет длительность выходного импульса т_и = ЯбС. При R& равном нулю, следует учитывать входное сопротивление транзистора VT1, равное 100 — 200 Ом. После того как конденсатор зарядится, тран­зистор VT2 начинает выходить из насыщения. В этой связи умень­шится и ток коллектора транзистора VT1. Конденсатор начинает разряжаться. Цепь разряда состоит из резисторов R1 и R2. В базе транзистора VT2 формируется отрицательный импульс, который закроет его. Время разряда конденсатора определяет период следо­вания импульсов T = R1C. Для номиналов элементов, указанных на схеме, длительность импульса равна 5 мс, период следования им­пульсов 1 с.

Рис. 10.8

Генератор сигнала с управляемым периодом. Генератор (рис. 108, а) собран на двух транзисторах разного типа проводи­мости. При включении питания оба транзистора находятся в закры­том состоянии. Конденсатор С1 заряжается через резисторы R2 и R3. Напряжение в эмиттере VT1 будет уменьшаться во времени. Как только оно сравняется с управляющим напряжением, транзистор VT1 откроется. В открытое состояние переходит и транзистор VT2 Про­исходит разряд конденсатора через оба транзистора. Открытое со­стояние транзисторов определяет длительность импульса, равную 1 мкс. После разряда конденсатора начинается новый цикл работы генератора. Зависимость периода следования импульсов от управ­ляющего напряжения пбказана на рис. 108,6

Мостовая управляемая схема генератора. Генератор (рис. 10 9, а) построен на составных транзисторах. Частота импульсов выходного сигнала меняется с помощью напряжения на базе транзистора VT1. С увеличением управляющего напряжения амплитуда импуль­сов уменьшается U_Вых=10 В — U_ynp. Длительность импульса (2 мкс) остается без изменения. Период следования импульсов оп­ределяется цепочкой С2, R3 и напряжением в базе транзистора VT1. При включении питания конденсатор С2 заряжается через рези­стор R3. В первый момент напряжение на базе транзистора VT2 будет практически равно 10 В. По мере заряда конденсатора это напряжение уменьшается. Когда оно сравняется с напряжением на базе транзистора VT1, произойдет открывание обоих транзисторов.

Рис. 10.9

Рис. 10.10

Конденсатор начнет разряжаться через открытые транзисторы. Пос­ле разряда конденсатора наступит новый цикл работы. Генератор работает в широком диапазоне частот. С увеличением емкости кон­денсатора частота импульсов уменьшается, а длительность увели­чивается незначительно. Зависимость периода повторения от управ­ляющего напряжения показана на рис. 10.9,6.

Генератор с динамической ОС. Выходной сигнал генератора (рис. 10.10) формируется в тот момент, когда оба транзистора от­крываются. Положительный перепад напряжения в коллекторе тран­зистора VT2 передается на базу транзистора VTL Коллекторный Ток этого транзистора еще больше открывает транзистор VT2. В от­крытом состоянии транзисторы находятся до тех пор, пока конден­сатор разряжается через параллельно соединенные резисторы R4 и R5. При закрывании транзистора VT2 отрицательный перепад на­пряжения на коллекторе закрывает транзистор VTL Конденсатор заряжается через резистор R5. На выходе формируется сигнал, у которого длительность импульса в два раза короче интервала между импульсами. Длительность интервала определяется т«ЗС|R₅.

Мостовая схема с пороговым транзистором. Генератор (рис. 10.11, а) собран на мостовом времязадающем элементе, со­стоящем из цепочек R2, С2 и JR3, С1. В диагональ моста включен транзистор VTL При включении питания в т. 3 будет положитель­ный перепад напряжения, который откроет транзистор VT2. По мере заряда конденсатора С1 напряжение в т. 3 уменьшается. Постепен­но нарастает напряжение в т. L Когда напряжение в т. 1 будет больше напряжения в т. 3, транзистор VT2 включится в нормаль­ный режим Увеличение напряжения в т. 2 заставит транзистор VT2 открыться. До этого момента на эмиттере транзистора было большое положительное напряжение. С открыванием транзистора VT2 перей­дет в проводящее состояние и транзистор VTL Начинается новый цикл работы генератора. На рис. 10.11,6 приведены эпюры напря­жений в точках схемы и зависимость периода повторения от управ­ляющего напряжения.

Рис. 10.11

Рис. 10.12

Генератор с ограниченной ОС. В генераторе (рис. 10 12, а) оба транзистора находятся в открытом состоянии. Конденсатор включен в цепь ПОС В результате изменения напряжения на коллекторе VT2 транзистор VT1 открывается. Затем следует открывание транзисто­ра VT2, который входит в насыщение. Конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Через некоторое время базовый ток транзистора VT1 уменьшится настолько, что транзистор VT2 выйдет из насы­щения. Положительный перепад в коллекторе транзистора VT2 будет закрывать транзистор VT1. Это приведет к закрыванию обо­их транзисторов. ,Они будут закрыты до тех пор, пока конденсатор не разрядится через резисторы R1 — R3. Влияние сопротивления ре­зистора R3 на длительность импульсного сигнала показано на рис. 10.12,6. Если вместо резистора R1 включить диод, то генера­тор будет формировать импульсы длительностью 2 мкс и периодом следования 800 мкс.

Генератор с эмиттерной связью. В момент включения питания (рис. 10.13) транзистор VT2 открыт. В его эмиттере появляется на­пряжение, равное напряжению питания. Положительный перепад на­пряжения действует на эмиттер транзистора VT1. Это напряжение закрывает транзистор VT1. Конденсатор С заряжается через рези­стор R2. В тот момент, когда напряжение в эмиттере будет близко к нулю, транзистор VT1 открывается. Открывание транзистора VT1 изменит напряжение на эмиттере транзистора VT2, что вызовет реге­неративный процесс, приводящий к закрыванию транзистора VT2. С этого момента конденсатор С разряжается через резистор КЗ и открытый транзистор VT1. Потенциал эмиттера тра-нзистора VT1 за все время разряда конденсатора остается почти постоянным и близким к нулю. Транзистор VT2 начнет открываться в тот момент, когда напряжение на конденсаторе будет близко к нулю. В пбсле-дующий момент ток через резистор R3 откроет транзистор VT2 и произойдет переключение транзисторов. Наступит новый цикл работы.

Рис. 10.13 Рис. 10.14

Длительность импульса выходного сигнала определяется выра­жением т_и=0,7С7?з, а время восстановления равно т_в=0,7СЯ₂- Для тех⁴номиналов элементов, которые указаны на схеме, длительность импульса выходного сигнала равна 75 мкс, а период следования 850 мкс. При увеличении сопротивления резистора R2 до 160 кОм период повторения увеличивается до 7,6 мс.

Генератор с двойным мостом. Генератор (рис. 10.14, а) постро­ен на транзисторах разных типов проводимости. Когда один тран­зистор открывается, то перепад напряжения в его коллекторе от­крывает, другой транзистор. Транзисторы либо оба проводят, либо оба закрыты.

При возникновении колебаний конденсаторы заряжаются через открытые транзисторы, а разряжаются через резисторы R2 и R3. Согласование постоянных времени Cl, R2 и С2, R3 стабилизирует период следования импульсных сигналов, длительность которых может быть меньше 1 мкс. Частота следования импульсов опреде­ляется выражением f=1,2/R₂C₂=1,2/R₃C₂. На рис. 10.14,6 приве­дены эпюры напряжений в точках схемы и зависимости периода повторения от R₃.

Управляемый генератор с зарядным конденсатором. При вклю­чении питания (рис. 10.15, а) управляющее напряжение открывает транзисторы VT1 и VT2. Вт.1 будет напряжение 10 В. До этого напряжения конденсатор С1 заряжается через транзистор VTL По мере заряда конденсатора уменьшается коллекторный ток транзи­стора VT1, который поддерживает напряжение 10 В в т. 1. Насту­пит момент, когда напряжение в этой точке уменьшится, что послу­жит причиной закрывания обоих транзисторов. Начнется процесс разряда конденсатора через резисторы R2, R3 и диод VD1. Когда напряжение на коллекторе будет равно управляющему, транзисторы VT1 и VT2 вновь откроются. Время заряда» конденсатора опреде­ляет длительность импульса 10 мкс. На рис. 10.15,6 приведены эпю­ры напряжений в схеме и зависимости длительности периода следования импульсов Т от управляющего напряжения и сопротив­ления резистора R2.

Рис. 10.15

Мостовая схема генератора с усилителем. В генераторе (рис. 10.16, а) времязадающая цепочка состоит из элементов Cl, R2, а пороговым элементом является транзистор VT1, сигнал которого управляет транзистором VT2, осуществляющим сброс заряда инте­грирующего конденсатора. При включении питания в эмиттере тран­зистора VT1 возникает положительное напряжение, которое по мере заряда конденсатора уменьшается. Как только оно сравняется с управляющим напряжением, открывается транзистор VT1. Происхо­дит процесс разряда конденсатора через транзисторы VT1 и VT2. Частота следования импульсов пропорциональна управляющему на­пряжению. На рис. 10.16,6 показана зависимость частоты повторе­ния и периода от управляющего напряжения.

Генератор с двойной ОС. Генератор (рис. 10.17) позволяет по­лучить импульсный сигнал большой скважности. Для тех номиналов элементов, которые указаны на схеме, длительность импульса равна 50 мкс, а скважность можно менять от 2 до 2500. Такая большая регулировка скважности возможна благодаря подключению базовых резисторов R1 и R6 к коллектору транзистора VT3.

Рис. 10.16 Рис. 10.17

В момент включения схемы тран­зисторы VT1 и VT2 закрыты. Кон­денсатор С1 начинает заряжаться. Напряжение на базе транзистора VT1 увеличивается. Этот транзистор открывается. Своим коллекторным током он открывает транзистор VT2. Положительный перепад напряжения в коллекторе транзистора VT2 еще больше открывает транзистор VTI. Развивается лавинооб­разный процесс. В результате в открытом состоянии находятся все транзисторы. Коллекторное напряжение 9 В транзистора VT3 за­крывает диод и отключает базовые резисторы Rl, R6. Спустя не­которое время конденсатор полностью зарядится и транзистор VT1 закроется. Следом за ним закроются VT2 и VT3. Начнется процесс разряда конденсатора через резисторы R1. и R6. Период следования импульсов определяется постоянной времени т= = Ci[Ri-r-Re]- В коллекторе транзистора VT3 формируются им­пульсы отрицательной полярности, а в коллекторе VT2 — положи­тельной.

Генератор на составном транзисторе. Генератор (рис. 10.18, о) построен на интегрирующей цепочке Rl, C1 и двух транзисторах. Напряжение на конденсаторе нарастает по экспоненциальному за­кону. Когда напряжение на конденсаторе достигает значения уп­равляющего, открывается составной каскад, выполняющий функции тиристора. Конденсатор разряжается через открытые транзисторы и резисторы R2 и R4. Время его разряда определяет длительности импульса, равную 15 икс. После окончания разряда конденсатора транзисторы закрываются. Начинается новый цикл работы генера­тора. Зависимость периода следования импульсов от управляющего напряжения показана на рис. 10.18, 6.

Генератор с интегратором тока. В основу генератора (рис. 10.19, а) положен принцип заряда конденсатора С постоянным током, протекающим через транзистор VT1, Конденсатор заряжает­ся по линейному закону. Когда напряжение на нем станет равным управляющему, открываются транзисторы VT2 и VT3. Происходит процесс разряда конденсатора за время действия импульса 15 мкс.

Амплитуда импульса равна амплитуде управляющего напряжения Период следования импульсов меняется по линейному закону в за­висимости от управляющего напряжения (рис 10 19,6)

Рис. 10.18

Рис. 10.19

Генератор с выключающим транзистором.В первоначальном состоянии все транзисторы (рис. 10.20) закрыты. Конденсатор С1 заряжается через резистор R2. Когда напряжение на конденсаторе становится равным напряжению, получаемому с делителя R5 R6 (приблизительно 7 В), транзисторы VT1 и VT2 открываются Раз­ряд конденсатора происходит через транзисторы VT1 и VT2 и базо­вую цепь VT3. Транзистор VT3 открывается. Время разряда кон­денсатора равно T_p = C₁R₄. Затем транзисторы VT1 и V77 закрыва­ются и начинается новый цикл заряда конденсатора, который длится

т₃=0,3C₁R₂.

Генератор с квадратичным законом изменения напряжения на конденсаторе. В генераторе (рис. 10.21, а) времязадающим устрой­ством являются транзисторы VT1 и VT2 и конденсатор С1 Тран­зистор VT1 работает в качестве генератора тока. Зарядный ток определяется напряжением на базе этого транзистора Это напря­жение меняется в зависимости от потенциала на конденсаторе За счет этого в т. 2 напряжение изменяется по параболическому зако­ну. Быстрый рост напряжения на конденсаторе уменьшает время открывания составного каскада VT3. VT4 .для разряда конденсатоpa. Это свойство увеличивает стабильность периода следования импульсов. На рис 1021,6 представлена зависимость периода Т от управляющего напряжения

Рис. 10.20

Рис. 10.21

ГЕНЕРАТОРЫ НА МИКРОСХЕМАХ

Низкочастотный генератор.Генератор нмпульсса (рис. 1022) работает на частоте 2,8 Гц Нестабильность частоты равна 0,02% при температурном коэффициенте 0,007%/град. Изме­нение частоты импульсов в основном определяется температурной нестабильностью элементов времязадающей цепи. Выходной импульс имеет амплитуду 20 В и фронт 15 не Скважность равна 10³ — lO⁵. В исходном состоянии конденс