Lc – генератор гармонічних коливань

Реферат: UA 70204 U UA 70204 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі електроніки і може бути використана в системах зв'язку, телебаченні, радіонавігації, у промисловості, медицині, у побуті. Відомі триточкові схеми LC-генераторів на біполярних і польових транзисторах [див. наприклад А.С. Чайковский, В.Н. Иванова, Анализ LC-генераторів гармонических колебаний, Электроника и связь, 2010], які складаються з коливального LC-контуру, транзисторного LCпідсилювача напруги, охопленого позитивним зворотнім зв'язком. Недоліком таких LC-генераторів є залежність частоти генеруючих коливань г не тільки від параметрів LC-контуру (від значень індуктивності L і ємності С), а також від первинних параметрів підсилювача (h-параметрів транзистора, значень резисторів), які можуть змінюватись під дією дестабілізуючих факторів(зміна температури, вологості, і т. ін.). Заявлена корисна модель направлена на значне підвищення стабільності частоти гармонічних коливань г LC-генератора при дії дестабілізуючих факторів. Загальними ознаками відомих LC-генераторів і запропонованого є використання електричного LC-контуру і транзисторного підсилювача з позитивним зворотнім зв'язком. У запропонованому LC-генераторі частота генерації залежить тільки від параметрів L і С коливального контуру і не залежить від параметрів підсилювача. Поставлена задача значного підвищення стабільності гармонічних коливань високої частоти г при дії дестабілізуючих факторів вирішується тим, що паралельно LC-контуру підключають конвектор від'ємного опору - транзисторний підсилювач, з позитивним зворотнім зв'язком, вхідний опір якого від'ємний. Корисна модель пояснюється кресленнями на фіг. 1 - фіг. 4. На фіг. 1 зображено структурну схему LC-генератора гармонічних коливань, де 1 електричний коливальний LC-контур, 2 - неінвертуючий підсилювач напруги, 3 - погоджуючий підсилювач напруги, 4 - резистор, U1 - напруга на LC-контурі, U2 - вихідна напруга неінвертуючого підсилювача, U3 - вихідна напруга погоджуючого підсилювача, U4 - напруга на резисторі, івх - струм LC-контуру, іг - вхідний струм неінвертуючого підсилювача, iR - струм резистора. Елементи 2,3,4 являють собою конвектор від'ємного опору. На фіг. 2 зображено часові діаграми напруги на елементах пристрою, де 1 - форма гармонічної напруги U1 на LC-контурі; 2 - форма підсиленої вихідної напруги неінвертуючого підсилювача U2; 3 - форма вихідної напруги погоджуючого підсилювача U3; 4 - форма напруги на резисторі. На фіг. 3 і фіг. 4 зображені схеми електричні принципові LC-генераторів гармонічних коливань з конвекторами від'ємного опору відповідно на біполярних і польових транзисторах, де U1 - напруга на LC-контурі, 1 - електричний коливальний LC-контур, 2 - неінвертуючий високочастотний підсилювач з спільною базою або з спільним затвором, 3 - неінвертуючий високочастотний погоджуючий підсилювач з спільним колектором або з спільним стоком, 4 резистор. Запропонований LC-генератор гармонічних коливань містить паралельний електричний коливальний LC-контур 1, паралельно якому підключений конвектор від'ємного опору, який містить підсилювач з позитивним і негативним зворотнім зв'язком, як такий використано два неінвертуючих високочастотних транзисторних підсилювача, причому вихід першого неінвертуючого підсилювача 2 з'єднаний з входом другого погоджуючого підсилювача 3, вихід якого через резистор 4 з'єднаний з входом першого підсилювача 2 і з паралельним LC-контуром 1. Як перший неінвертуючий підсилювач 2 можна використовувати підсилювач з спільною базою, або підсилювач з спільним затвором, а як другий погоджуючий підсилювач - підсилювач з спільним колектором або підсилювач з спільним стоком. LC-генератор гармонічних коливань працює наступним чином: при включенні напруги живлення Е в LC-контурі 1 створюються гармонічні коливання з напругою U1, які надходять на вхід першого неінвертуючого підсилювача 2, на його виході отримується підсилена напруга тієї ж полярності U2, що подається на вхід другого погоджуючого підсилювача 3, з виходу якого напруга U3 - тієї ж полярності і коефіцієнтом передачі трохи меншим одиниці подається через резистор 4 одночасно на вхід першого неінвертуючого підсилювача напруги 2 (на вхід конвектора від'ємного опору) і на паралельний коливальний LC-контур. Резистор 4 підключений в ланцюзі внутрішнього зворотного негативного зв'язку погоджуючого підсилювача 3 і одночасно - в ланцюзі міжкаскадного позитивного зворотного зв'язку. В результаті напруга на резисторі 4 UA=U3 – U1 та струм через резистор 3 iR = івх+і1, і при позитивній напрузі U1 вхідний струм конвектора від'ємного опору буде протікати справа на ліво. При негативній напрузі U1 вхідний струми iR, iBX, іг - змінять свої напрямки на протилежні. 1 UA 70204 U 5 10 15 Поставлена задача значного підвищення стабільності гармонічних коливань високих частот досягається тим, що паралельно коливальному LC-контуру підключають високочастотний конвектор від'ємного опору, який компенсує динамічний опір паралельного LC-контуру. Експериментальні дослідження LC-генератора з конвектором від'ємного опору на біполярних транзисторах Т1} Т2 типу ВС547 при значеннях первинних параметрів R3=20 кОм, R1=1,2 кОм, R2=200 Ом, Lг = 2,56 мГн, С1=100 нФ, С2=100 нФ, Е=12 В показали стабільну генерацію гармонічних коливань частотою fг = 313,9 кГц з амплітудою вихідної напруги Uвих m=1,5 В. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ LC-генератор гармонічних коливань, який містить паралельний електричний коливальний LCконтур та паралельний підключений до нього конвектор від'ємного опору, що складається з підсилювача з позитивним і негативним зворотними зв'язками, який відрізняється тим, що як конвектор від'ємного опору використані два неінвертуючих високочастотні транзисторні підсилювача, причому вихід першого підсилювача, як такий використовують підсилювач з спільною базою або підсилювач з спільним затвором, з'єднаний з входом другого підсилювача, як такий використовують підсилювач з спільним колектором або підсилювач з спільним стоком, вихід якого підключений до входу першого підсилювача і до LC-контура. 2 UA 70204 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3