Генераторы с внутренней обратной связью

Все рассмотренные выше схемы генераторов содержат усилители и цепи положительной ОС. Возможен иной принцип построения генератора: в колебательный контур вводится отрицательная активная проводимость G_ОТР (рис. 7.25). Условие самовозбуждения: G_ОТР должна компенсировать потери в контуре:

G_ОТР = S_ДИФ < 0; –S_ДИФ > (1/R_РЕЗ). (7.23)

Рис. 7.25. Колебательный контур с активной проводимостью

Такой метод саморегулирования стационарной амплитуды колебаний контура называется внутренней обратной связью. Приборы, имеющие падающую характеристику в координатах ток–напряжение, то есть реализующих отрицательную проводимость, приведены на рис. 7.26 – 7.28.

Рис. 7.26. Ток экранной сетки пентода на участке (U1 , U2) имеет падающую характеристику
Рис. 7.27. Дуговой генератор. Ток электрической дуги ЭД на участке (U1 , U2) имеет падающую характеристику
Рис. 7.28. Генератор на туннельном диоде. Ток туннельного диода ТД на участке (U1 , U2) имеет падающую характеристику

Генераторы, использующие отрицательную проводимость экранной сетки пентода, применялись в 1930-х - 1950-х годах. Ранее, до ламповых генераторов, широко применялись генераторы, использующие отрицательную проводимость электрической дуги. Туннельные диоды применяются в настоящее время для создания высокочастотных генераторов – на частоты до 100 ГГц.

Интересной разновидностью генераторов с внутренней обратной связью является лазер – генератор гармонических колебаний в оптическом диапазоне длин волн (видимый и инфракрасный свет). В лазере пространство между двумя плоскопараллельными зеркалами, образующими резонатор Фабри–Перо, заполнено активной средой. За счёт внешней накачки атомы активной среды возбуждаются. Переходя затем в более низкое энергетическое состояние, они излучают квант энергии на одной из резонансных частот колебательной системы.

Мультивибраторы

Мультивибраторы используются для генерирования колебаний прямоугольной формы. Их достоинство – простота реализации, надёжность и быстрый запуск схемы. При желании получить гармонические колебания на выходе мультивибратора включается фильтр НЧ. Классическая схема мультивибратора приведена на рис. 7.29.

Рис. 7.29. Мультивибратор на двух транзисторах

Длительности положительной (t₁) и отрицательной посылок (t₂) на выходе мультивибратора составляют

t₁ = R₁C₁ ln2, t₂ = R₂C₂ ln2. (7.24)

При R₁ = R₂ = R , С₁ = С₂ = С частота генерации равна:

. (7.25)

Схема мультивибратора с одним конденсатором и ОУ приведена на рис. 7.30.

Рис. 7.30. Мультивибратор на ОУ

Для этой схемы: , (7.26)

При R₁ = R₂ : . (7.27)