9.5. ГЕНЕРАТОРУ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
Полупроводниковые приборы используют для получения переменных токов, частота которых выше или ниже промышленной.
Полупроводниковые генераторы синусоидальных колебаний применяют в самых различных областях техники.
Напряжение нужной частоты можно получить при разряде конденсатора в контуре, содержащем индуктивность. При этом энергия, запасенная в начальный момент в электрическом поле конденсатора, периодически преобразуется в энергию магнитного поля индуктивности и затем снова в энергию поля конденсатора.
Рис. 9.14. Колебания подвешенного на нити шарика и колебательный контур, составленный из конденсатора и катушки индуктивности
Напряжение на конденсаторе периодически изменяется. Эти изменения удобно сравнивать с механическими колебаниями, например с качаниями грузика, подвешенного на нити (рис. 9.14).
Если в начальный момент мы сообщим грузику энергию, отведя его толчком в сторону, то он начнет колебаться. Высота подъема при этом изменяется аналогично изменениям напряжения на конденсаторе. Поэтому мы и назвали электрический процесс в контуре колебаниями.
Однако и механические колебания грузика, и электрические колебания в контуре постепенно затухают. Мы знаем, что это связано с потерями энергии.
В случае грузика — это потери на трение. В случае контура — это потери, возникающие при протекании электрических токов в сопротивлениях контура, например в сопротивлении нагрузки
(рис. 9.14).
Чтобы поддерживать колебания на неизменном уровне, необходимо пополнять расходуемую энергию. Например, грузику можно сообщать каждый раз в такт колебаниям дополнительный толчок. Совершенно аналогично можно поддерживать незатухающие колебания и в колебательном контуре. Для этого используют положительную обратную связь. Часть напряжения с индуктивности или емкости подается на вход генератора. Это напряжение усиливается и вновь поступает на колебательный контур. Необходимо сделать так, чтобы напряжение совпадало по фазе с собственными колебаниями колебательного контура.
Энергия, компенсирующая потери в колебательном контуре, поступает от источника питания генератора. Никаких других источников энергии в схеме нет.
Рис. 9.15. Транзисторный генератор синусоидальных колебаний
Поэтому можно считать, что генератор преобразует энергию источника постоянного тока в энергию синусоидальных колебаний.
Практические схемы транзисторных генераторов очень разнообразны. На рис. 9.15 показана одна из этих схем.
Схема напоминает усилитель переменного тока (сравните ее с рис. 9.11), однако правда, с некоторыми изменениями. В цепь коллектора транзистора включен колебательный контур, состоящий из конденсатора С и обмотки трансформатора
имеющей индуктивность L. Вторая обмотка трансформатора имеет
витков и индуктивность
используют для создания положительной обратной связи. Когда в
-контуре возникают электромагнитные колебания, во вторичной обмотке трансформатора наводится ЭДС. Напряжение с этой обмотки через разделительный конденсатор
поступает на базу транзистора и управляет величиной коллекторного тока.
Колебания коллекторного тока компенсируют потери энергии в колебательном контуре. Выходное напряжение снимается с коллектора транзистора через второй разделительный конденсатор
Остальные элементы схемы были уже описаны на рис. 9.11. Они служат для смещения напряжения базы (делитель R1-R2) и стабилизации режима работы транзистора