В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Температурная нестабильность кварцевого резонатора очень мала — у некоторых кристаллов она имеет значение 10 -8.

В схеме рис. 8.9, б кварц включен как индуктивный элемент. Вместе с межэлектродными емкостями С сии С зирассматриваемый автогенератор представляет собой емкостную трехточку, что видно из его схемы.

Кварцевую стабилизацию частоты обычно применяют в автогенераторах, работающих на фиксированных частотах (низкой и высокой), что является ее недостатком. Рассмотренные кварцевые автогенераторы являются простейшими. Современный кварцевый автогенератор с высокой стабильностью частоты представляет собой довольно сложное устройство, содержащее стабилизаторы напряжения питания, а также такие элементы параметрической стабилизации, как амортизаторы и влагозащитные корпуса. Для получения стабильных колебаний звуковой и инфранизкой частот служат камертонные и магнитострикционные вибраторы, выполненные из специальных сплавов. В СВЧ-генераторах в качестве стабилизирующих контуров применяют устройства, называемые полыми резонаторами, с добротностью 10 4…10 5.

Импульсы прямоугольной формы имеют резкие перепады напряжения и тока во время формирования фронта и среза, поэтому их можно отнести к колебаниям релаксационного типа, для которых характерны скачкообразные изменения напряжения и тока.

Генераторы, которые вырабатывают такие колебания, называют релаксационными. Широкое распространение нашли релаксационные генераторы на основе усилителей с положительной обратной связью (рис. 8.10).

Рис. 8.10. Преобразование двухкаскадного УЗЧ в мультивибратор

На рис. 8.10, а изображена схема двухкаскадного усилителя звуковой частоты с выходом на головные телефоны. Если выход такого усилителя соединить с его входом, как на рис. 8.10, а показано штриховой линией, то между каскадами возникает положительная обратная связь и усилитель самовозбудится — станет генератором прямоугольных колебаний, и в телефонах мы услышим звуковой сигнал.

Теперь посмотрим на рис. 8, 10, б . На нем изображена схема того же усилителя, только начертание ее несколько изменилось. Именно так обычно чертят схемы автоколебательных, т. е. самовозбуждающихся мультивибраторов.

В мультивибраторе оба транзистора могут находиться в активном режиме очень короткое время, так как в результате действия положительной обратной связи схема скачком переходит в состояние, когда один транзистор открыт, а другой закрыт. Примем для определенности, что в момент времени t отранзистор VT1 открыт и насыщен, а транзистор VT2 закрыт (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Схема простейшего мультивибратора на транзисторах

Конденсатор С1 за счет тока, протекавшего в схеме в предыдущие моменты времени, заряжен до определенного напряжения. Полярность этого напряжения такова, что к базе транзистора VT2 относительно эмиттера приложено отрицательное напряжение и VT2 закрыт. Поскольку один транзистор закрыт, а другой открыт и насыщен, в схеме не выполняется условие самовозбуждения, так как коэффициенты усиления каскадов К1 = К2 = 0. В таком состоянии в схеме протекают два процесса. Один процесс связан с протеканием тока перезарядки конденсатора С1 от источника питания по цепи: резистор R1 — открытый транзистор VT1.

Второй процесс обусловлен зарядкой конденсатора С2 через резистор R к2и базовую цепь транзистора VT1, в результате напряжение на коллекторе транзистора VT2 увеличивается (рис. 8.12).

Рис. 8.12. Временные диаграммы мультивибратора

Поскольку резистор, включаемый в базовую цепь транзистора, имеет бóльшее сопротивление, чем коллекторный резистор (R1 > R к2), время зарядки конденсатора С2 меньше времени перезарядки конденсатора С1.

Процесс зарядки конденсатора С2 носит экспоненциальный характер с постоянной времени τ 2= R к2 C2. Следовательно, время зарядки конденсатора С2, а также время нарастания коллекторного напряжения u кэ2, т. е. длительность фронта импульса τ ф1= (3…5) R к2 C2. За это время конденсатор С2 заряжается до напряжения U C2= U п— U бэ. нас~= U п, где U п— напряжение источника питания.