Произведено сравнение работы классических LC-генераторов с эмиттерной связью и их усовершенствованных аналогов. Показана возможность повышения стабильности частоты таких генераторов при изменении напряжения питания в широких пределах, а также стабилизации уровня выходного напряжения. Также показана возможность получения выходных сигналов подобных генераторов с более высоким приближением к синусоиде.
LC-генераторы с эмиттерной связью известны не одной десятилетие [1–5]. Они отличаются исключительной простотой и способностью работать в широком диапазоне частот. К недостаткам таких генераторов следует отнести резко выраженную зависимость рабочей частоты от напряжения питания. Это, в свою очередь, подразумевает необходимость использования высокостабилизированных источников питания. Кроме того, форма генерируемых сигналов существенно отличается от синусоиды, что объясняется асимметрией токов, протекающих в цепях эмиттеров.
В отечественной литературе LC-генераторы с эмиттерной связью иногда называют генераторами с барьерным режимом включения транзисторов. Интересно, что в разных источниках информации схемы LC-генераторов с эмиттерными связями встречается в самых различных вариантах графического отображения, Рисунок 1; хотя, по сути дела, это одна и та же схема. По внешнему виду, Рисунок 1а, такой генератор весьма напоминает обычный мультивибратор.
 |
|
| Рисунок 1. | Типовая схема LC-генератора с эмиттерной связью в различных вариантах графического представления. |
На Рисунке 2 приведена зависимость свойств LC-генератора, Рисунок 1б, при варьировании напряжения питания. Из рисунка следует, что с ростом напряжения источника питания от 0.5 до 10 В частота генерации устройства изменяется в пределах от 219 до 110 кГц. Амплитуда сигналов, снимаемых с колебательного контура, с ростом напряжения питания плавно возрастает; а при напряжении от 4 В и выше практически выходит на насыщение. Потребляемый устройством ток почти линейно зависит от напряжения питания.
 |
|
| Рисунок 2. | Зависимость свойств LC-генератора с эмиттерной связью, Рисунок 1б, от напряжения питания. |
На Рисунке 3 приведена усовершенствованная схема генератора с дополнительным транзистором, что позволило существенно улучшить характеристики устройства, Рисунок 4. Как и в предыдущем случае, потребляемый устройством ток практически линейно зависит от напряжения питания. Однако, в отличие от классической схемы, генерация сигналов возможна при напряжении питания выше 1 В. Форма генерируемых сигналов более приближена к синусоиде и мало изменяется с изменением напряжением питания, как и амплитуда выходного сигнала. Так при изменении напряжения питания от 1 до 10 В частота генерации изменяется от 220.9 до 218.3 кГц. Амплитуда выходных колебаний остается практически неизменной на уровне 200 мВ.
 |
|
| Рисунок 3. | LC-генератор с эмиттерной связью с повышенной стабильностью частоты генерации и амплитуды выходного сигнала. |
 |
|
| Рисунок 4. | Зависимость свойств LC-генератора с эмиттерной связью, Рисунок 3 от напряжения питания. |
На Рисунке 5 показан LC-генератор с эмиттерной связью с иным включением дополнительного транзистора. При изменении напряжения питания от 1 до 10 В частота генерации сигнала синусоидальной формы меняется от 225 до 206 кГц.
 |
|
| Рисунок 5. | Вариант выполнения LC-генератора с эмиттерной связью. |
Как было упомянуто ранее, на качество выходного сигнала LC-генератора существенно влияет неравенство эмиттерных токов в классической схеме, Рисунок 1. В этой связи на Рисунке 6 приведены две схемы LC-генераторов с совместным или раздельным подключением эмиттеров транзисторов к токовому зеркалу простейшего построения. Это позволило получить выходной сигнал синусоидальной формы с малыми искажениями, амплитуда которого и форма мало меняются с изменением напряжения питания.
 |
|
| Рисунок 6. | LC-генераторы с эмиттерной связью и использованием токового зеркала. Подключение эмиттеров транзисторов токового зеркала к источнику питания: а) совместное; б) раздельное. |
Следует отметить, что во всех рассмотренных схемах выходной сигнал снимается непосредственно с колебательного контура. В этой связи входное сопротивление последующих каскадов не должно заметно шунтировать колебательный контур.
Литература
- Universal-LC-Generator. Funkschau. 1978. Bd. 50. № 18; Универсальный LC-генератор. Радио. 1979. № 5. С. 58.
- Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1982. 512 c.
- Владимиров В. Частотомер измеритель L и С. Радио. 1984. № 10. С. 45.
- Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем. М.: Altex-A, 2001. Кн. 1. 352 с. (I изд.); М.: Додэка-XXI–Altex, 2007. 360 с. (II изд.).
- Артеменко В. Хаотические барьерные автогенераторы. Радиолюбитель. 2004. № 7. С. 34–38.
Купить BC547C на РадиоЛоцман.Цены
