Електронний генератор

Релаксаційний генератор коливань на операційному підсилювачі

Електронний генератор в інтегральному виконанні

Схема електронного генератора на польових транзисторах, виходи генератора — на схемі зверху

Генератори Гартлі (ліворуч) та Колпітца (праворуч)

Ламповий генератор на частоту 120 МГц, 1938 рік

Електронний генератор (також електронний осцилятор) — електронний пристрій, призначений для генерації періодичних коливань електричного струму.

Періодичні коливання струму в електронному генераторі є автоколиваннями, постійність яких забезпечується джерелом напруги.

Залежно від режиму роботи активного елемента генератора (а також форми сигналу на виході генератора) розрізняють гармонічні та релаксаційні (імпульсні) генератори.

Гармонічні генератори

Гармонічні генератори виробляють сигнал синусоїдальної форми. До їх складу входять підсилювач і частотнозалежний елемент — резонансний контур або частотний фільтр. Частотнозалежний елемент необхідний для того, щоби підтримувати коливання на частоті найменшого або найбільшого опору елемента. Коливання відбуваються на частоті, при якій в петлі виникає максимальний позитивний зворотний зв'язок.

Для отримання гармонічних коливань використовують позитивний зворотний зв'язок. В основі такого генератора — підсилювач, сполучений із коливальним контуром, який відіграє роль частотного фільтру. Сигнал із виходу коливального контуру, подається на вхід підсилювача і знову підсилюється в ньому. Таким чином досягається стабілізація частоти і амплітуди коливань.

Переналаштування частоти відбувається зміною параметрів частотно залежного елемента — ємності, опору або індуктивності.

Релаксаційні генератори

Релаксаційні генератори можуть генерувати сигнали пилкоподібної або трикутної форми. Вони нерідко використовуються в монолітних інтегральних схемах (ІС), і можуть забезпечити широкий діапазон частот. Виділяють три методи побудови ГКН, що найчастіше використовуються для реалізації в інтегральному виконанні:

• Генератори з пасивним резонатором, що містять коливальну систему, кварцовий резонатор, пристрої на ПАХ, резонатори іншого роду, що визначають частоту генерованого сигналу і його стабільність;
• Релаксаційні генератори, в яких відбувається почергове перезарядження конденсатора від джерела постійного струму між двома граничними значеннями напруги, час перезаряджання визначає частоту коливань;
• Кільцеві генератори, що складаються з непарного числа асиметричних інверторів або парного / непарної кількості диференціальних інверторів з їх з'єднанням у кільцеву схему.

Прикладами імпульсного генератора є мультивібратор та блокінг-генератор.

Історична довідка

У 1887 Генріх Герц на основі котушки Румкорфа винайшов та побудував іскровий генератор електромагнітних хвиль.

У 1913 Александер Майснер (Німеччина) винайшов електронний генератор Майснера на ламповому каскаді зі спільним катодом із коливальним контуром у вихідному (анодному) колі з трансформаторним позитивним зворотнім зв'язком на сітку.

У 1914 Едвін Армстронг (США) запатентував електронний генератор на ламповому каскаді зі спільним катодом та коливальним контуром у вхідному (сітковому) колі з трансформаторним позитивним зворотним зв'язком.

У 1915 американський інженер із Western Electric Company Ральф Гартлі, розробив лампову схему, відому як генератор Гартлі, відому ще як індуктивна триточкова схема. На відміну від схеми Мейсснера, в ній використано автотрансформаторне увімкнення контуру. Робоча частота такого генератора зазвичай, вища за резонансну частоту контуру.

У 1919 Едвін Колпітц винайшов генератор Колпітца на електронній лампі з приєднанням до коливального контуру через ємнісний подільник напруги. Схема отримала назву «ємнісна триточка».

У 1932 американець Гаррі Найквіст розробив терію стійкості підсилювачів, яка застосована для опису стійкості генераторів (Критерій стійкості Найквіста-Михайлова).

Див. також

• Електротехніка
• Електроніка

• Гетеродин
• Мультивібратор
• Цифровий обчислювальний синтезатор
• Осцилістор

Джерела

• Генераторы (рос.)
• Генераторы синусоидальных колебаний [Архівовано 12 березня 2013 у Wayback Machine.] (рос.)