Індуктивна триточка говорова

Винахід відноситься до області радіоелектроніки і може бути використаним для генерування безперервних гармонійних сигналів, що представляються в аналітичній формі запису наступною математичною моделлю: u(t ) = Um cos wt , - ¥ < t < ¥ , де Um - амплітуда гармонійного сигналу, w = 2p / T = 2pf - кругова частота, f - циклічна частота, T - його період повторення. Відома індуктивна трьохточка аналогічного призначення, утримуюча біполярний транзистор, колекторний резистор, джерело живлення, перший розділювальний конденсатор, конденсатор рівнобіжного коливального контуру, перший і другий елементи індуктивності такого контуру (Говоров B.C. Основы электроники. ВМФ, 1987, с.319). Усі індуктивні трьохточки виконуються по єдиній схемі, якщо не брати до уваги, що замість біполярного транзистора може використовуватися уніполярний. Тому, найбільш близькою по технічному рішенню являється індуктивна трьохточка, яка містить біполярний перший транзистор, вивід колектора якого підключений до першого виводу першого розділювального конденсатора і до другого виводу колекторного резистора, перший вивід якого підключений до позитивної клеми джерела колекторного живлення, друга клема якого підключена до корпусу з нульовим потенціалом і до виводу емітера біполярного першого транзистора, другий вивід першого розділювального конденсатора підключений до першого виводу першого конденсатора контуру, другий вивід якого підключений до виводу бази біполярного першого транзистора (Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986, с.281). В якості першого і другого елементів індуктивності рівнобіжного контуру др угого виду у цих пристроях використовуються котушки індуктивності. Відзначені індуктивні трьохточки мають два істотних недоліки. Перший з них складається у тому, що на частота х менш 100кГц маса і габарити котушок індуктивності настільки великі, що втрачається сам зміст практичного використання таких автогенераторів. Другий з них обумовлюється тим, що котушки індуктивності не можуть реалізуватися в інтегральному виконанні і визначають масу і габарити автогенератора, який виконується на інтегральній мікросхемі обов'язково з навісними індуктивними елементами. В основу винаходу поставлено задача зменшення маси та габаритних розмірів індуктивної трьохточки шляхом заміни двох котушок індуктивності двома гіраторами з еквівалентними індуктивностями Lэкв1 і Lэкв 2 , що дозволяє забезпечити усунення відзначених істотних недоліків у сучасних аналогічних пристроїв. Означена задача вирішується тим, що пристрій-прототип, який містить біполярний перший транзистор, вивід колектора якого підключений до першого виводу першого розділювального конденсатора і до другого виводу колекторного резистора, перший вивід якого підключений до позитивної клеми джерела колекторного живлення, друга клема якого підключена до корпусу з нульовим потенціалом і до виводу емітера біполярного першого транзистора, другий вивід першого розділювального конденсатора підключений до першого виводу першого конденсатора контуру, др угий вивід якого підключений до виводу бази біполярного першого транзистора, доповнюється другим конденсатором контуру, першим резистором і першим конденсатором, другим розділювальним конденсатором, першим резистором стоку, уніполярним другим транзистором, третім конденсатором контуру, другим резистором і другим конденсатором, третім розділювальним конденсатором, другим резистором стоку, уніполярним третім транзистором, при цьому другі виводи другого конденсатора контуру, першого і др угого конденсаторів, третього конденсатора контуру та ви токи другого і третього уніполярних транзисторів підключені до корпусу, перший вивід другого конденсатора контуру підключений до другого виводу першого конденсатора контур у, бази біполярного першого транзистора, перших виводів другого розділювального конденсатора і першого резистора, другий вивід якого підключений до заслону другого уніполярного транзистора і першого виводу першого конденсатора, другий вивід другого розділювального конденсатора підключений до стоку уніполярного другого транзистора і до другого виводу першого резистора стоку, перший вивід третього конденсатора контуру підключений до першого виводу першого конденсатора контуру, до перших виводів третього розділювального конденсатора і до другого резистора, другий вивід якого підключений до заслону уніполярного третього транзистора і першого виводу другого конденсатора, другий вивід др угого розділювального конденсатора підключений до стоку уніполярного третього транзистора і до другого виводу резистора стоку, крім цього перші виводи першого і другого резисторів стоку підключені до позитивної клеми джерела стокового живлення. Технічний результат полягає у зменшенні маси і габаритних розмірів автогенераторів на базі індуктивної трьохточки, а запропоноване технічне рішення повністю відповідає вимогам, які пред'являються до винаходу щодо його здійсненності і працездатності, світової новини, істотним відзначним ознакам та наявністю позитивного ефекту. Викладена сутність винаходу пояснюється наступними малюнками. Фіг.1. Гіратор, перетворюючий ємнісний опір конденсатора C1 в еквівалентну індуктивність Lэкв1 , де VT 2 уніполярний другий транзистор, R1 - перший резистор, C1 - перший конденсатор, Cк 2 - другий конденсатор С контуру, р 2 - другий розділювальний конденсатор, RCT1 - перший резистор стоку, E CT - джерело живлення стоку. Фіг.2. Гіратор з вхідним LC автогенератором G , де Lк 3 і Ск 2 - відповідно третя котушка індуктивності і другий конденсатор контуру у складі рівнобіжного коливального контур у першого виду. Фіг.3. Векторна діаграма. Фіг.4. Принципова схема індуктивної трьохточки з еквівалентними індуктивностями Lэкв1 і Lэкв 2 , де VT1 C біполярний перший транзистор, p1 - перший розділювальний конденсатор, C к1 - перший конденсатор контуру, Rк - колекторний резистор, Ек - джерело колекторного живлення. Фіг.5. Принципова схема індуктивної трьохточки без котушок індуктивності. Вона містить: біполярний перший транзистор VT1 , вивід колектора якого підключений до першого виводу C першого розділювального конденсатора p1 і до другого виводу колекторного резистора Rк , перший вивід якого підключений до позитивної клеми джерела колекторного живлення Eк , друга клема якого підключена до корпусу з нульовим потенціалом і до виводу емітера біполярного першого транзистора VT1 , другий вивід першого C розділювального конденсатора p1 підключений до першого виводу першого конденсатора контуру C к1 , др угий вивід якого підключений до виводу бази біполярного першого транзистора, другий конденсатор контуру Ск 2 , С перший резистор R1 і перший конденсатор С1 , другий розділювальний конденсатор р 2 , перший резистор стоку RСТ1 , уніполярний другий транзистор VT 2 , третій конденсатор контуру Cк 3 , другий резистор R2 і другий C конденсатор C 2 , третій розділювальний конденсатор p3 , другий резистор стоку RСТ2 , уніполярний третій транзистор VT 3 , при цьому другі виводи другого конденсатора контуру Cк 2 , першого С1 і другого С 2 конденсаторів та третього конденсатора контуру Ск 3 та витоки другого VT 2 і третього VT 3 уніполярних транзисторів підключені до корпусу, перший вивід другого конденсатора контуру Ск 2 підключений до другого виводу першого конденсатора контуру С к1 , до бази біполярного першого транзистора VT1 , до перших виводів С другого розділювального конденсатора р 2 і першого резистора R1 , другий вивід якого підключений до заслону другого уніполярного транзистора VT 2 і першого виводу першого конденсатора C1 , другий вивід другого C розділювального конденсатора p 2 підключений до стоку уніполярного другого транзистора VT 2 і до другого виводу першого резистора стоку RCT1 , перший вивід третього конденсатора контур у Cк 3 підключений до першого виводу першого конденсатора контуру С к1 , до перших виводів третього розділювального конденсатора С р3 і до другого резистора R2 , другий вивід якого підключений до заслону уніполярного третього транзистора VT 3 і першого виводу др угого конденсатора C 2 , другий вивід др угого розділювального конденсатора C p 2 підключений до стоку уніполярного третього транзистора VT 2 і до другого виводу резистора стоку RCT2 , крім цього перші виводи першого RCT1 і другого RCT2 резисторів стоку підключені до позитивної клеми джерела стокового живлення E CT . Покажемо, що зображений на фіг.1 гіратор представляє собою еквівалентну індуктивність L экв . Для цього доповнимо його LC - автогенератором з рівнобіжним коливальним контуром Lк 3 Ск 2 першого виду, як це показано на фіг.2. У автогенератора G принциповою схемою показаний тільки рівнобіжний коливальний контур Lк 3 Ск 2 , з ви ходу якого знімається безперервний гармонійний сигнал u(t ) = Um cos wt , - ¥ < t > 1/ w C1 . Тому діюче значення току, що протікає через резистивно-ємнісний дільник, рівняється: U І д = CT R1 , де UCT - діюче значення напруги, що падає на стоці транзистора VT1 , яка рівняється діючому значенню C сигналу u(t ) , т.е. Um 2 , так як сигнал u(t ) проходить через конденсатор p без помітного падіння напруги на ньому на стік транзистора VT 2 . І Як випливає з цього вираження, струм дільника д і напруга UCT , падаюча на стоці транзистора VT 2 , знаходиться у фазі, що показано на векторній діаграмі (фіг. 3). І Струм д , протікаючи через конденсатор С1 , викликає на ньому падіння напруги UC , котра прикладається до затвору транзистора VT 2 . 1 Uс = Uз = І д × w С1 . Тут Uз - напруга, яка прикладається до заслону транзистора VT 2 . І Струм д , протікаючи через конденсатор С1 , випереджає по фазі напругу UC , падаючу на ньому і, як наслідок, Uз на 90°, як це показано на векторній діаграмі (фіг. 3). Під впливом Uз в ланцюзі стоку транзистора VT 2 протікає струм стоку ІСТ = S × Uз , де S - крутизна стоку-заслонової характеристики транзистора VT 2 . З останньої рівності випливає, що струм стоку ICT транзистора VT 2 знаходиться у фазі з напругою Uз , котра прикладається до його заслону, як це показано на векторній діаграмі (фіг. 3). З векторної діаграми, зображеної на (фіг. 3), випливає, що стр ум стоку ІСТ відстає від напруги стоку транзистора UCT на 90°. Це свідчить про те, що опір між стоком і витоком транзистора VT 2 носить індуктивний характер. U XL = wL экв = CT ICT , Підставляючи значення UCT і ICT , одержимо вираження для еквівалентної індуктивності гіратора. RC Lэкв = 1 1 S . Це дозволяє представити графічно індуктивну трьохточк у схемою, зображеною на фіг. 4. По накресленню і по принципу функціонування вона не відрізняється від індуктивної трьохточки, яка повністю виконує функції пристрою-прототипу. На фіг. 5 показана індуктивна трьохточка, в якої еквівалентні індуктивності замінені гіраторами, що представляє собою предмет винаходу. Техніко-економічна ефективність винаходу складається в значному зменшенні маси і габаритів індуктивної трьохточки, що дозволяє виконати таку трьохточку на мікросхемі без котушок індуктивностей.