A utilização de geradores do tipo RC com circuitos oscilatórios de indutância e capacitância, discutidos acima, torna-se mais complicada à medida que a frequência das oscilações geradas diminui, pois é difícil garantir a qualidade necessária do circuito e ajustar a frequência do gerador se opera em uma ampla faixa de frequência: suas dimensões aumentam. A este respeito, geradores capacitivos reostáticos de oscilações sinusoidais ( geradores rc), que operam de forma estável em uma ampla faixa de frequências (de frações de hertz a vários milhares de quilohertz), têm design simples e tamanho pequeno.

Sobre arroz. 170, um o diagrama é mostrado Gerador RC, que é um amplificador capacitivo de reostato de dois estágios com feedback positivo e negativo. O primeiro garante o cumprimento das condições de autoexcitação do circuito e o segundo aumenta a estabilidade do seu funcionamento.

Quando o circuito da grade da lâmpada L 1 é ligado, devido à flutuação, surge uma tensão alternada, que é amplificada pelas lâmpadas L 1 e L 2. Assim, se o potencial da grade de controle da lâmpada L 1 tornou-se maior e tem sinal positivo, então é fácil verificar que na saída do circuito, na resistência R c2, o potencial também aumentará. Um circuito está conectado em paralelo com a resistência R c2 opinião, composto por duas unidades RC. É bastante óbvio que o potencial do ponto também aumenta, ou seja, devido ao feedback, a grade de controle da lâmpada L 1 recebe uma tensão em fase com as oscilações de flutuação iniciais. Arroz. 170. Geradores tipo RC: a - circuito reostático-capacitivo de dois estágios; b - circuito com circuito defasador; V - diagrama vetorial.

A frequência das oscilações geradas determinadas pela cadeia RC pode ser determinada a partir das seguintes considerações. Tensão de saída do amplificador (na resistência R c2)

Você sai =U c1 K

onde U c 1 é o sinal na entrada da lâmpada L 1; K é o ganho do amplificador (desprezamos a influência da capacitância C c2). Tensão de realimentação que surge na grade de controle da lâmpada L 1

onde Z av é a resistência do circuito entre pontos a-c; Z bv - resistência do circuito entre os pontos b-v.

A geração só é possível sob a condição de que as fases dos vetores de tensão U c1 e U o.c coincidam, o que ocorrerá se as resistências Z av e Z bv criarem o mesmo deslocamento de fase entre as tensões nessas seções e as correntes. Se esta condição for atendida

Z ab =Z ab -Z bv =Z ab e iφ - Z bv e iφ

Considerando que

berço φ ab =RωC

berço φ av =1/RωC

então, igualando os lados direitos das últimas igualdades, obtemos

de onde você pode determinar a frequência das oscilações geradas

O coeficiente de feedback β, que deve ser fornecido para a autoexcitação do circuito, é determinado a partir da relação

Consequentemente, um terço da tensão de saída deve ser fornecido à entrada do amplificador, ou seja, para garantir o equilíbrio da amplitude, o amplificador deve ter um fator de ganho K = 3.

Para reduzir a distorção não linear que ocorre com um feedback tão forte, um feedback negativo controlado automaticamente é introduzido no circuito; seu circuito é formado por um termistor T e resistência R k1. À medida que a tensão de saída aumenta, a corrente do termistor aumenta, sua resistência e, portanto, a tensão através dele, diminui e a tensão de realimentação negativa formada na resistência R k1 aumenta. O feedback negativo ajustável aumenta a constância da tensão na grade de controle da lâmpada L 1. O circuito também possui realimentação de corrente negativa não regulada: a grade de controle da lâmpada L 2 recebe tensão de realimentação da resistência R k2.

Largo aplicação prática também tenho Geradores RC com uma cadeia de mudança de fase. Para girar a fase da tensão de saída (tensão no ânodo) em 180°, esses circuitos utilizam deslocadores de fase, que utilizam circuitos RC em vez de lâmpada, como foi o caso do circuito anterior. Sobre arroz. 170, b Um diagrama de um gerador RC com uma cadeia de mudança de fase de quatro elos é mostrado. Cada link gira a fase em um ângulo φ = 180/n, onde n é o número de links. No esquema em consideração, o ângulo φ = 180/4 = 45°.

O processo de autoexcitação é ilustrado por um diagrama vetorial ( arroz. 170, em). A corrente anódica alternada Ia, que aparece no circuito devido às flutuações, cria uma tensão alternada Ua no ânodo, que está em antifase com a corrente. Esta tensão é aplicada ao primeiro elo da cadeia de mudança de fase R 1 C 1, a corrente na qual conduz a tensão U R1C1 em 45° e cria uma tensão U R1 na resistência R 1, que está em fase com a corrente . A tensão U R1 é inserida em relação ao circuito R 2 C 2.

Assim, girando gradualmente a fase da tensão anódica através da resistência R 4 (na grade da lâmpada), é formada uma tensão de sinal que está em antifase com a tensão anódica, ou seja, a condição de equilíbrio de fase é satisfeita. Além disso, para uma geração estável também é necessário que o ganho K do circuito na frequência de geração seja igual ou maior que o coeficiente de atenuação d da cadeia de mudança de fase.

A frequência das oscilações geradas é determinada pela fórmula

(296)

com o ganho do amplificador K = 18,4.

Lâmpada única Gerador RCÉ pequeno em tamanho e simples em design, mas tem uma série de desvantagens:

• a) um ligeiro aumento no feedback ou ganho leva a uma distorção acentuada da forma das oscilações geradas;
• b) Os circuitos RC contornam a carga anódica e, portanto, muitas vezes é difícil obter o ganho necessário para a autoexcitação;
• c) a atenuação da cadeia de mudança de fase depende da frequência, portanto, ao projetar um gerador projetado para operar em uma faixa de frequência bastante ampla, o feedback negativo ajustável não linear e o controle automático de ganho devem ser introduzidos no circuito.

Vimos um dos tipos de geradores que usam um circuito oscilatório. Tais geradores são usados ​​principalmente apenas em altas frequências, mas para a parcela de geração em frequências mais baixas, o uso de um gerador LC pode ser difícil. Por que? Vamos lembrar a fórmula: a frequência do gerador KC é calculada pela fórmula

Ou seja: para reduzir a frequência de geração é necessário aumentar a capacitância do capacitor mestre e a indutância do indutor, e isso, claro, implicará em um aumento de tamanho.
Portanto, para gerar frequências relativamente baixas, eles usam Geradores RC
o princípio de operação que consideraremos.

Circuito do gerador RC mais simples(também é chamado de circuito com circuito trifásico), mostrado na figura:

O diagrama mostra que este é apenas um amplificador. Além disso, é coberto por feedback positivo (POF): sua entrada está conectada à saída e, portanto, está constantemente em autoexcitação. E a frequência do oscilador RC é controlada pela chamada cadeia de mudança de fase, que consiste nos elementos C1R1, C2R2, C3R3.
Usando um circuito de resistor e capacitor, você pode obter uma mudança de fase não superior a 90º. Na realidade, a mudança acaba por ser próxima dos 60º. Portanto, para obter uma mudança de fase de 180º, é necessário instalar três cadeias. Da saída do último circuito RC, o sinal é fornecido à base do transistor.

A operação começa no momento em que a fonte de alimentação é ligada. O pulso de corrente do coletor resultante contém um amplo e contínuo espectro de frequências, que necessariamente conterá a frequência de geração necessária. Neste caso, as oscilações da frequência na qual o circuito de mudança de fase está sintonizado não serão amortecidas. A frequência de oscilação é determinada pela fórmula:

Neste caso, a seguinte condição deve ser atendida:

R1=R2=R3=R
C1=C2=C3=C

Esses geradores só podem operar em uma frequência fixa.

Além de usar uma cadeia de mudança de fase, existe outra opção mais comum. O gerador também é construído em um amplificador transistorizado, mas em vez de uma cadeia de mudança de fase, é usada a chamada ponte Wien-Robinson (o sobrenome Vin é escrito com um “H”!!). Isto é o que parece:

O lado esquerdo do circuito é um filtro passa-banda RC passivo, no ponto A a tensão de saída é removida.
O lado direito é como um divisor independente de frequência.
É geralmente aceito que R1=R2=R, C1=C2=C. Então a frequência de ressonância será determinada pela seguinte expressão:

Neste caso, o módulo de ganho é máximo e igual a 1/3, e a mudança de fase é zero. Se o coeficiente de transmissão do divisor for igual ao coeficiente de transmissão do filtro passa-banda, então na frequência de ressonância a tensão entre os pontos A e B será igual a zero, e a resposta de fase na frequência de ressonância dá um salto de -90º a +90º. Em geral, a seguinte condição deve ser atendida:

R3=2R4

Mas há apenas um problema: tudo isso só pode ser considerado condições ideais. Na realidade, nem tudo é tão simples: o menor desvio da condição R3 = 2R4 levará à quebra de geração ou à saturação do amplificador. Para deixar mais claro, vamos conectar uma ponte Wien a um amplificador operacional:

Em geral, não será possível utilizar este esquema desta forma, pois em qualquer caso haverá uma dispersão nos parâmetros da ponte. Portanto, em vez do resistor R4, é introduzido algum tipo de resistência não linear ou controlada.
Por exemplo, um resistor não linear: resistência controlada por meio de transistores. Ou você também pode substituir o resistor R4 por uma lâmpada incandescente de micropotência, cuja resistência dinâmica aumenta com o aumento da amplitude da corrente. O filamento tem uma inércia térmica bastante grande e, em frequências de várias centenas de hertz, praticamente não afeta a operação do circuito dentro de um período.

Os geradores com ponte Wien têm uma boa propriedade: se R1 e R2 forem substituídos por uma variável variável (mas apenas dupla), então a frequência de geração pode ser ajustada dentro de certos limites.
É possível dividir os capacitores C1 e C2 em seções, então será possível alternar as faixas, e usando um resistor variável duplo R1R2 para regular suavemente a frequência nas faixas.

Um circuito quase prático de um oscilador RC com ponte Wien é mostrado na figura abaixo:

Aqui: a chave SA1 pode mudar o intervalo e o resistor duplo R1 pode ajustar a frequência. O amplificador DA2 serve para combinar o gerador com a carga.

Geradores com circuito oscilatório são indispensáveis ​​​​como fontes de oscilações senoidais de alta frequência. Eles são inconvenientes para gerar oscilações com frequências inferiores a 15...20 kHz, pois o circuito oscilatório é muito volumoso.

Outra desvantagem dos osciladores LC de baixa frequência é a dificuldade de ajustá-los na faixa de frequência. Tudo isso levou ao uso generalizado de geradores RC nas frequências acima, nas quais filtros RC elétricos de frequência são usados ​​em vez de um circuito oscilante. Geradores deste tipo podem gerar oscilações senoidais bastante estáveis ​​​​em uma faixa de frequência relativamente ampla, de frações de hertz a centenas de quilohertz. Eles são pequenos em tamanho e peso, e essas vantagens dos geradores RC se manifestam mais plenamente na região de baixa frequência.

4.2 Diagrama de blocos do gerador rc

Este diagrama é mostrado na Fig. Nº 7.

Figura nº 7. Diagrama de blocos Oscilador RC.

O circuito contém um amplificador 1, carregado com um resistor e recebendo energia de uma fonte de tensão constante 3. Para autoexcitar o amplificador, ou seja, para obter oscilações contínuas, é necessário aplicar à sua entrada uma parte da tensão de saída maior que a tensão de entrada (ou igual a ela) e que esteja em fase com ela. Em outras palavras, o amplificador deve ser coberto por realimentação positiva e a rede de realimentação de quatro terminais 2 deve ter um coeficiente de transmissão suficiente. Este problema é resolvido no caso em que a rede de quatro terminais 2 contém um circuito de mudança de fase composto por resistores e capacitores, a mudança de fase entre as tensões de entrada e saída é de 180 0.

4.3 Princípio de funcionamento do circuito de mudança de fase

cujo diagrama é mostrado na Fig. Nº 8a, ilustrado usando o diagrama vetorial da Fig. Nº 8b.

Figura 8. Circuitos de mudança de fase: a - diagrama esquemático; b- diagrama vetorial; c, d - correntes de três elos

Deixe a tensão U1 ser aplicada à entrada deste circuito RC. Causa uma corrente I no circuito, criando uma queda de tensão no capacitor

(onde ω é a frequência da tensão U1) e através do resistor U R =IR, que também é a tensão de saída U2. Neste caso, o ângulo de mudança de fase entre a corrente I e a tensão Uс é igual a 90 0, e entre a corrente I e a tensão U R – zero. O vetor de tensão U1 é igual à soma geométrica dos vetores U C e U R e forma um ângulo φ com o vetor U2. Quanto menor a capacitância do capacitor C, mais próximo o ângulo φ de 90 0.

4.4 Condições para autoexcitação de um oscilador rc

O maior ângulo φ que pode ser obtido alterando os valores dos elementos do circuito RC é próximo de 90 0. Na prática, os elementos do circuito R e C são selecionados como segue. Para que o ângulo φ=60 0. Consequentemente, para obter o ângulo de mudança de fase φ=180 0, necessário cumprir a condição de equilíbrio de fase. É necessário conectar três links RC em série.

Na Fig. Os nºs 8 c, d mostram duas variantes de circuitos de mudança de fase de três links. A mudança de fase entre a tensão de saída e de entrada em um ângulo de 180 0 com R1=R2=R3=R e C1=C2=C3=C é fornecida nas frequências: f 01 ≈ (no circuito da Fig. No. 8c) e f 02 ≈ (no circuito da Fig. No. 8d), onde R é expresso em ohms, C está em farads e f 0 está em hertz. Os valores de f 01 e f 02 são simultaneamente a frequência das auto-oscilações.

Para garantir o equilíbrio da amplitude, o ganho do amplificador K ac não deve ser inferior ao coeficiente de transmissão do circuito de feedback K os. =. Os cálculos mostram que para os esquemas fornecidos К о.с =. Assim, auto-oscilações em geradores RC contendo circuitos de mudança de fase de três links com links idênticos só são possíveis se as seguintes condições forem atendidas:

f aut = f 01 (ou f aut = f 02); K nós ≥29.

R.C.auto-oscilador com estágio correspondente e circuito de mudança de fase

A principal vantagem dos auto-osciladores RC é a capacidade de gerar oscilações estáveis ​​​​de baixa frequência (até 20 kHz). A desvantagem de tais geradores é que eles não são econômicos em comparação com os autogeradores LC, uma vez que os autogeradores RC operam em modo suave autoexcitação.

Nos auto-osciladores RC, os filtros RC são usados ​​para construir um circuito seletivo. No auto-oscilador em consideração, um circuito de feedback positivo é construído conectando sequencialmente vários filtros RC.

Consideremos os processos que ocorrem no filtro RC mostrado na Figura 16, a. Para maior clareza, explicaremos a explicação usando um diagrama vetorial (Figura 16, b). Quando a tensão Uin é aplicada à entrada, a corrente i flui no circuito. Esta corrente cria uma queda de tensão no capacitor U C e no resistor U R. A tensão U R também é a tensão de saída Uout. A tensão Uout está em fase com a corrente i, e a tensão U C é deslocada em relação a Uout em 90°. A tensão na entrada do circuito é igual à soma geométrica dos vetores Uout e U C e corresponde ao vetor Uin. Os vetores Uin e Uout são deslocados em fase um em relação ao outro por um ângulo j.

Figura 16 - Fundamental diagrama elétrico Filtro RC e diagrama vetorial explicando os processos que ocorrem nele.

O ângulo j pode ser aumentado diminuindo a capacitância do capacitor. Como pode ser visto no diagrama j<90°. Поэтому для выполнения баланса фаз необходимо последовательное включение нескольких фильтров. При этом главным условием является равенство сдвига фаз каждым из фильтров, в противном случае каждый из фильтров будет иметь свою резонансную частоту, отличную от других фильтров и колебания будут отсутствовать. На практике используют последовательное включение трех фазосдвигающих звеньев, каждое из которых дает сдвиг фазы 60°, или четырех звеньев, каждое из которых дает сдвиг фазы 45°. На рисунке 17 приведены две возможные трехзвенные фазосдвигающие цепи. Временные диаграммы напряжений на выходе каждого звена этих цепей приведены на рисунке 18.

Figura 17 - Diagramas esquemáticos de circuitos de mudança de fase de três links

A frequência das oscilações geradas ao usar esses circuitos é determinada pelas expressões:

para o diagrama mostrado na Figura 17, um

fg=0,065/R.C. (27)

Figura 18 - Diagramas temporais das tensões na saída dos enlaces do circuito desfasador

para o diagrama mostrado na Figura 17, b

fg=0,39/R.C. (28)

onde R = R 1 = R 2 = R 3 e C = C 1 = C 2 = C 3

Assim, os filtros do gerador em questão desempenham diversas funções ao mesmo tempo: determinam a frequência das oscilações geradas, determinam a forma das oscilações e participam da implementação do equilíbrio de fases.

O diagrama de circuito de um autooscilador RC com um estágio correspondente e um circuito de mudança de fase é mostrado na Figura 19.

Neste gerador, o estágio amplificador é montado usando o transistor VT1. A carga do amplificador é o resistor R3. A cadeia de mudança de fase de três elos consiste nos elementos C4 C5 C6 e R4 R5 R6. Um estágio de correspondência é usado para combinar a baixa resistência de entrada do transistor VT1 com a resistência do circuito de mudança de fase? seguidor de emissor. Esta cascata é montada no transistor VT2 conectado segundo um circuito com coletor comum. Na ausência desta cascata, a baixa resistência de entrada do VT1 irá desviar do circuito de feedback e reduzir significativamente o coeficiente de feedback, e isso

Figura 19 - Diagrama esquemático de um oscilador RC com estágio correspondente e circuito de mudança de fase

levará ao não cumprimento da condição de equilíbrio de amplitude. A carga do seguidor do emissor é o resistor R9. A tensão de polarização é fornecida aos transistores pelos divisores de tensão R1 R2 e R7 R8. Os elementos C1 R10 são um filtro de energia. C2 C3 C7 são capacitores de isolamento. O coeficiente de feedback de tal gerador é 1/29, portanto, para equilibrar as amplitudes, o ganho do amplificador deve ser Kus 29.

Auto-oscilador RC com circuito de equilíbrio de fase

Em geradores com número par de estágios de amplificação, não há necessidade de utilizar circuitos de mudança de fase no circuito de realimentação positiva. Para isolar oscilações da frequência necessária na tensão de saída de tais geradores, uma rede de quatro terminais com propriedades seletivas de frequência (circuito de equilíbrio de fase) é incluída no circuito de feedback. O diagrama elétrico esquemático dessa rede de quatro terminais é mostrado na Figura 20.

Para gerar oscilações, é necessário que esta rede de quatro terminais não introduza uma mudança de fase entre a tensão de entrada Uin e a tensão de saída Uout, ou seja, jin deve ser igual a jout. A frequência na qual j in = j out é determinada pela expressão

Figura 20 - Diagrama esquemático de um quadripolo seletivo em frequência

fg=1/2p ? R 1 C 1 R 2 C 2 (29)

É conveniente escolher R 1 =R 2 =R, C 1 =C 2 =C então a expressão 26 assumirá a forma

fg=1/2p R.C. (30)

Em todas as outras frequências ocorrerá uma mudança de fase, o que significa que nestas frequências a condição de equilíbrio de fase não será satisfeita e não haverá oscilações nestas frequências.

O coeficiente de realimentação neste caso será igual a 1/3 e, portanto, para equilibrar as amplitudes, o ganho do amplificador oscilador deve ser de pelo menos 3.

O diagrama de circuito de um autooscilador RC com circuito de equilíbrio de fase é mostrado na Figura 21.

Figura 21 – Diagrama esquemático de um oscilador RC com circuito de equilíbrio de fases

Neste gerador, o amplificador é montado em dois estágios de amplificação montados nos transistores VT1 e VT2. A carga desses estágios são os resistores R3 e R5. A tensão de polarização é fornecida aos transistores por uma corrente de base fixa através dos resistores R2 e R4. Os elementos C1 R1 C2 R2 formam um circuito de equilíbrio de fase no circuito de feedback positivo. Os elementos C4 C5 são capacitores de isolamento. Elementos de filtro de potência R6 C3. A condição de equilíbrio de amplitude neste circuito é atendida por dois estágios de amplificação, com a ajuda dos quais um ganho de 3 é facilmente alcançado. O equilíbrio de fase é alcançado conectando dois transistores de acordo com um circuito com um emissor comum (a mudança de fase total neste. caso é 180°+180°=360°).

Oscilador RC com ponte Wien

A vantagem deste gerador é a capacidade de alterar a frequência das oscilações geradas. O diagrama do circuito elétrico deste gerador é mostrado na Figura 22.

Figura 22 - Diagrama esquemático de um oscilador RC com ponte Wien

Neste gerador, o amplificador também possui dois estágios de amplificação montados nos transistores VT1 e VT2. A carga desses estágios são os resistores R4 e R9. A tensão de polarização é fornecida aos resistores através dos divisores de tensão R2 R3 e R7 R8.

A tensão de saída é fornecida à entrada do amplificador através do circuito de equilíbrio de fase C1 R1 C2 R3, que é um dos braços da ponte de Wien, o segundo braço é formado pelos elementos R6 R5. O segundo ramo é conectado à saída do amplificador através de um grande capacitor C5, devido ao qual o circuito R5 R6 não cria uma mudança de fase perceptível. Junto com o feedback positivo, é introduzido o feedback negativo formado pelos elementos R5 R10 C5 R6. A realimentação negativa, ao reduzir o ganho, reduz significativamente as distorções não lineares das oscilações geradas. A redução do ganho não leva a um desequilíbrio nas amplitudes, pois um amplificador real de dois estágios tem um ganho muito maior que 3. Além disso, os elementos R5 R10 proporcionam estabilização da temperatura do ponto de operação dos transistores. O ajuste da frequência das oscilações geradas no gerador em questão é realizado pelo ajuste simultâneo das resistências dos resistores R1 R3, porém também pode ser realizado pelo ajuste simultâneo das capacitâncias dos capacitores C1 C2.

Um gerador é um sistema autooscilante que gera pulsos de corrente elétrica, no qual o transistor desempenha o papel de elemento de comutação. Inicialmente, desde o momento de sua invenção, o transistor foi posicionado como elemento amplificador. A apresentação do primeiro transistor ocorreu em 1947. A apresentação do transistor de efeito de campo ocorreu um pouco mais tarde - em 1953. Nos geradores de pulsos ele desempenha o papel de uma chave e somente nos geradores de corrente alternada realiza suas propriedades amplificadoras, ao mesmo tempo que participa na criação de feedback positivo para apoiar o processo oscilatório.

Uma ilustração visual da divisão da faixa de frequência

Classificação

Os geradores transistorizados possuem várias classificações:

• pela faixa de frequência do sinal de saída;
• por tipo de sinal de saída;
• de acordo com o princípio de funcionamento.

A faixa de frequência é um valor subjetivo, mas para padronização é aceita a seguinte divisão da faixa de frequência:

• de 30 Hz a 300 kHz – baixa frequência (LF);
• de 300 kHz a 3 MHz – média frequência (MF);
• de 3 MHz a 300 MHz – alta frequência (HF);
• acima de 300 MHz – frequência ultra-alta (microondas).

Esta é a divisão da faixa de frequência no campo das ondas de rádio. Existe uma faixa de frequência de áudio (AF) - de 16 Hz a 22 kHz. Assim, querendo enfatizar a faixa de frequência do gerador, ele é denominado, por exemplo, gerador de HF ou LF. As frequências da faixa de áudio, por sua vez, também são divididas em HF, MF e LF.

De acordo com o tipo de sinal de saída, os geradores podem ser:

• sinusoidal – para geração de sinais sinusoidais;
• funcional – para autooscilação de sinais de formato especial. Um caso especial é um gerador de pulsos retangular;
• geradores de ruído são geradores de uma ampla faixa de frequências, nos quais, em uma determinada faixa de frequência, o espectro do sinal é uniforme da seção inferior para a superior da resposta de frequência.

De acordo com o princípio de funcionamento dos geradores:

• Geradores RC;
• Geradores LC;
• Os geradores de bloqueio são geradores de pulsos curtos.

Devido a limitações fundamentais, os osciladores RC são geralmente usados ​​nas faixas de baixa frequência e áudio, e os osciladores LC na faixa de alta frequência.

Circuito gerador

Geradores sinusoidais RC e LC

A maneira mais simples de implementar um gerador de transistor é em um circuito capacitivo de três pontos - um gerador Colpitts (Fig. abaixo).

Circuito oscilador de transistor (oscilador Colpitts)

No circuito Colpitts, os elementos (C1), (C2), (L) ajustam a frequência. Os elementos restantes são fiação de transistor padrão para garantir o modo de operação DC necessário. Um gerador montado de acordo com um circuito indutivo de três pontos – o gerador Hartley – tem o mesmo projeto de circuito simples (Fig. abaixo).

Circuito gerador acoplado indutivamente de três pontos (gerador Hartley)

Neste circuito, a frequência do gerador é determinada por um circuito paralelo, que inclui os elementos (C), (La), (Lb). O capacitor (C) é necessário para criar feedback CA positivo.

A implementação prática de tal gerador é mais difícil, pois requer a presença de uma indutância com derivação.

Ambos os geradores de autooscilação são usados ​​principalmente nas faixas de frequência média e alta como geradores de frequência portadora, em circuitos osciladores locais de ajuste de frequência e assim por diante. Os regeneradores de receptores de rádio também são baseados em geradores osciladores. Esta aplicação requer estabilidade de alta frequência, por isso o circuito é quase sempre complementado com um ressonador de oscilação de quartzo.

O gerador de corrente mestre baseado em um ressonador de quartzo possui auto-oscilações com uma precisão muito alta de ajuste do valor de frequência do gerador de RF. Bilhões de um por cento estão longe do limite. Os regeneradores de rádio usam apenas estabilização de frequência de quartzo.

A operação de geradores na região de corrente de baixa frequência e frequência de áudio está associada a dificuldades na obtenção de altos valores de indutância. Para ser mais preciso, nas dimensões do indutor necessário.

O circuito gerador Pierce é uma modificação do circuito Colpitts, implementado sem o uso de indutância (Fig. abaixo).

Perfurar circuito gerador sem o uso de indutância

No circuito Pierce, a indutância é substituída por um ressonador de quartzo, o que elimina o indutor demorado e volumoso e, ao mesmo tempo, limita a faixa superior de oscilações.

O capacitor (C3) não permite que o componente DC da polarização de base do transistor passe para o ressonador de quartzo. Tal gerador pode gerar oscilações de até 25 MHz, incluindo frequência de áudio.

A operação de todos os geradores acima é baseada nas propriedades ressonantes de um sistema oscilatório composto por capacitância e indutância. Conseqüentemente, a frequência de oscilação é determinada pelas classificações desses elementos.

Os geradores de corrente RC usam o princípio da mudança de fase em um circuito resistivo-capacitivo. O circuito mais comumente usado é uma cadeia de mudança de fase (Fig. abaixo).

Circuito gerador RC com cadeia de mudança de fase

Os elementos (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) realizam uma mudança de fase para obter o feedback positivo necessário para a ocorrência de auto-oscilações. A geração ocorre em frequências para as quais a mudança de fase é ideal (180 graus). O circuito de mudança de fase introduz uma forte atenuação do sinal, de modo que tal circuito aumentou os requisitos para o ganho do transistor. Um circuito com ponte de Wien exige menos dos parâmetros do transistor (Fig. abaixo).

Circuito gerador RC com ponte Wien

A ponte Wien dupla em forma de T consiste nos elementos (C1), (C2), (R3) e (R1), (R2), (C3) e é um filtro notch de banda estreita sintonizado na frequência de oscilação. Para todas as outras frequências, o transistor é coberto por uma conexão negativa profunda.

Geradores de corrente funcionais

Os geradores funcionais são projetados para gerar uma sequência de pulsos de uma determinada forma (a forma é descrita por uma determinada função - daí o nome). Os geradores mais comuns são retangulares (se a relação entre a duração do pulso e o período de oscilação for ½, então essa sequência é chamada de “meandro”), pulsos triangulares e dente de serra. O gerador de pulsos retangulares mais simples é um multivibrador, que se apresenta como o primeiro circuito para radioamadores iniciantes montarem com as próprias mãos (Fig. abaixo).

Circuito multivibrador - gerador de pulso retangular

Uma característica especial do multivibrador é que ele pode usar praticamente qualquer transistor. A duração dos pulsos e das pausas entre eles é determinada pelos valores dos capacitores e resistores nos circuitos de base dos transistores (Rb1), Cb1) e (Rb2), (Cb2).

A frequência de autooscilação da corrente pode variar de unidades de hertz a dezenas de quilohertz. As auto-oscilações de HF não podem ser realizadas em um multivibrador.

Geradores de pulsos triangulares (dente de serra), via de regra, são construídos com base em geradores de pulsos retangulares (oscilador mestre) adicionando uma cadeia de correção (Fig. abaixo).

Circuito gerador de pulso triangular

A forma dos pulsos, quase triangular, é determinada pela tensão de carga-descarga nas placas do capacitor C.

Gerador de bloqueio

O objetivo dos geradores de bloqueio é gerar pulsos de corrente poderosos com bordas acentuadas e baixo ciclo de trabalho. A duração das pausas entre os pulsos é muito maior que a duração dos próprios pulsos. Geradores de bloqueio são usados ​​​​em modeladores de pulso e dispositivos de comparação, mas a principal área de aplicação é o oscilador mestre de varredura horizontal em dispositivos de exibição de informações baseados em tubos de raios catódicos. Geradores de bloqueio também são usados ​​com sucesso em dispositivos de conversão de energia.

Geradores baseados em transistores de efeito de campo

Uma característica dos transistores de efeito de campo é uma resistência de entrada muito alta, cuja ordem é comparável à resistência das válvulas eletrônicas. As soluções de circuito listadas acima são universais, são simplesmente adaptadas para a utilização de vários tipos de elementos ativos. Colpitts, Hartley e outros geradores feitos em um transistor de efeito de campo diferem apenas nos valores nominais dos elementos.

Os circuitos de ajuste de frequência têm as mesmas relações. Para gerar oscilações de HF, um gerador simples feito em um transistor de efeito de campo usando um circuito indutivo de três pontos é preferível. O fato é que o transistor de efeito de campo, por possuir alta resistência de entrada, praticamente não tem efeito de desvio na indutância e, portanto, o gerador de alta frequência operará de forma mais estável.

Geradores de ruído

Uma característica dos geradores de ruído é a uniformidade da resposta de frequência em uma determinada faixa, ou seja, a amplitude das oscilações de todas as frequências incluídas em uma determinada faixa é a mesma. Geradores de ruído são usados ​​em equipamentos de medição para avaliar as características de frequência do caminho que está sendo testado. Os geradores de ruído de áudio são frequentemente complementados com um corretor de resposta de frequência para se adaptar ao volume subjetivo da audição humana. Esse ruído é chamado de “cinza”.

Vídeo

Ainda existem diversas áreas em que o uso de transistores é difícil. Estes são geradores de micro-ondas potentes em aplicações de radar e onde são necessários pulsos de alta frequência particularmente potentes. Potentes transistores de micro-ondas ainda não foram desenvolvidos. Em todas as outras áreas, a grande maioria dos osciladores é feita inteiramente com transistores. Existem várias razões para isso. Em primeiro lugar, as dimensões. Em segundo lugar, o consumo de energia. Em terceiro lugar, confiabilidade. Além disso, os transistores, devido à natureza de sua estrutura, são muito fáceis de miniaturizar.

Análise