Генераторы колебаний специальной формы

Генераторы несинусоидальных колебаний приме­няют для создания периодических электрических сигналов произвольной формы (несинусоидальных), спектр которых не может быть выражен одним слагаемым типа cos (ωt +ω). Примерами несинусоидаль­ных колебаний могут служить колебания прямоу­гольной, пилообразной или треугольной формы (или комбинации этих форм). В основном в качестве ге­нераторов несинусоидальных колебаний использу­ют релаксационные генераторы. Релаксационный генератор запасает энергию в реактивной компоненте в течение одной фазы цикла колебаний и постепен­но отдает ее в течение релаксационной фазы цикла. Релаксационными генераторами являются блокинг-генераторы и мультивибраторы. На (рис. 12.43) изображена схема блокинг-генератора.

Рис. 12.43

Причиной названия является то, что транзистор легко переводится в режим блокирования (запира­ния). Условие блокирования определяется разрядом конденсатора С₁. Конденсатор С₁ заряжается через переход эмиттер-база транзистора VT₁ .Однако ког­да конденсатор С1 заряжен, у него есть только один путь разряда - через резистор R₁. Постоянная вре­мени RC цепочки из резистора R₁ и конденсатора С₁ определяет, как долго транзистор будет заперт (блокирован), а также определяет частоту колеба­ний (v = 1 / R₁C₁ ). Такой блокинг-генератор выда­ет импульсы прямоугольной формы.

Если выходное напряжение взять с RC цепочки в эмиттерной цепи транзистора, то оно будет иметь пилообразную форму (рис. 12.44).

Рис. 12.44

В этом случае частоту колебаний определяет це­почка R₂C₁. На транзистор VT₁ подано напряжение смещения в прямом направлении через резистор R₁. Как только транзистор VT₁ начинает проводить, кон­денсатор С₁ быстро заряжается. Положительный потенциал на верхней обкладке конденсатора C₁ смещает эмиттерный переход в обратном направле­нии, запирая транзистор VT₁. Конденсатор С₁ раз­ряжается через резистор R₂, образуя задний фронт пилообразного импульса. Когда конденсатор С₁ раз­ряжается, транзистор VT₁ опять смещаемся в пря­мом направлении и начинает проводить, повторяя процесс.

Конденсатор С₁ и резистор R₂ определяют часто­ту колебаний. Сделав резистор R₂ переменным, мож­но изменять частоту колебаний, которая определя­ется соотношением v = 1 / R_2аС₁.

Мультивибратор - это релаксационный генера­тор, который может находиться в одном из двух временно стабильных состояний и может быстро переключаться из одного состояния в другое.

Рис. 12.45

На (рис. 12.45) изображена основная схема авто­колебательного мультивибратора. Основой генера­тора являются два каскада, связанных между собой таким образом, что на вход каждого каскада пода­ется сигнал с выхода другого каскада. Когда один каскад открыт, другой каскад заперт до тех пор, пока эти условия не поменяются местами. Цепь са­мовозбуждается благодаря наличию положительной обратной связи. Частота колебаний определяется па­раметрами цепи связи (v = 0,7 / R₂С₁ = 0,7 / R₃C₂).