Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Т-175. Частота напряжения на выходе RC-генератора определяется сопротивлением и емкостью фазовращающих цепочек. Шумовое напряжение на базе создаст свою копию в коллекторной цепи, и по цепи обратной связи, через все RС-цепочки, часть ее попадет обратно на базу. И вот здесь-то оказывается, что в основном все составляющие придут на базу с неудачными фазами, они будут ослаблять породившие их составляющие базовых шумов. И только одна составляющая, для которой три RC-цепочки создадут поворот фазы на 180°, добравшись из коллектора в базу, будет поддерживать, усиливать породивший ее сигнал. Эта составляющая шумов базового тока станет еще сильнее и создаст в коллекторной цепи еще более сильную свою копию. А та опять-таки усилит сигнал на базе, и так пойдет: выходное напряжение данной частоты будет нарастать и нарастать, пока его не ограничит коллекторное питание.

В заключение несколько слов о том, почему RC-цепочки поворачивают фазу точно на 180°. Ток через резистор и напряжение на нем U_R совпадают по фазе, ток через конденсатор и напряжение U_c на нем сдвинуты по фазе на 90° (Р-98;2,3. Т-71, Т-75). Во всех элементах последовательной цепи ток один и тот же — I_общ, а общее напряжение (I_общ равно сумме напряжений U_R и U_с на отдельных участках.

Ну а сдвиг фаз? Одно напряжение совпадает по фазе с током, второе опережает ток на 90°, так как же соотносятся фазы тока и общего напряжения U_общ.

Чем больше х_с какой-либо RС-цепочки, тем больше напряжение U_с на конденсаторе и тем ближе к 90° сдвиг фаз между током I_общ и общим напряжением U_общ. А чем больше R, тем более «активный характер» имеет сопротивление всей цепи, тем меньше сдвиг фаз между I_общ и U_общ. Существует частота, на которой при данном соотношении С и R сдвиг фаз между I_общ и U_общ равен 60°, и три такие цепочки поворачивают фазу в сумме на 180° (Р-98;3). Если изменить R или С в фазовращающих RС-цепочках, то сразу же изменится соотношение между R и х_с. И прежнее соотношение между I_общ и U_общ, а значит, и прежний сдвиг фаз в 60° будут уже на другой частоте. А отсюда вывод: при изменении R или С изменится частота переменного напряжения на выходе генератора. Существуют и другие схемы генераторов с фазовращающими RС-цепочками, но механизм генерирования переменного напряжения у всех у них одинаков.

Т-176. В мультивибраторе два взаимосвязанных транзистора поочередно открывают друг друга, генерируют переменное напряжение прямоугольной формы. Есть бесконтурные генераторы, работающие на совершенно ином принципе. Это прежде всего мультивибратор (Р-99), в котором работают два транзистора, причем каждый из них управляет работой другого — коллектор каждого транзистора через конденсатор связан с базой своего соседа.

Р-99

В бурных событиях, которые происходят в мультивибраторе, немало действующих лиц (Р-99;2). Это напряжения на базах, которые в итоге определяют коллекторные токи, а значит, и напряжения на коллекторах. Это конденсаторы С'_б и С"_б от емкости которых зависит скорость их заряда и разряда, а значит, и время существования токов, которые влияют на режимы транзисторов. Это еще и резисторы R'_б и R"_б, которые не только определяют режимы транзисторов своими обычными методами, но еще и участвуют в заряде и разряде конденсаторов и тоже влияют на скорость этих процессов (Т-45).

Если детально разобраться в том, что происходит в мультивибраторе, в какие моменты времени, какие напряжения приложены к конденсаторам, какой величины и какого направления текут токи, как конкретно эти токи влияют на режимы транзисторов, то окажется, что транзисторы Т₁ и Т₂ внимательно следят друг за другом, каждый из них мгновенно реагирует на действия соседа. Именно мгновенно: такой быстроте реакции позавидовал бы любой боксер.

Как только один из транзисторов открывается, второй тут же закрывается— это результат сложного взаимодействия токов и напряжений в схеме. Проходит некоторое время (оно-то как раз и определяется скоростью заряда и разряда конденсаторов), закрытый транзистор мгновенно открывается, и тут же ответный удар — закрывается второй транзистор. В итоге транзисторы периодически и поочередно открываются и закрываются, а значит, токи у них и напряжение на коллекторах периодически меняются от своей наибольшей величины до наименьшей. На выходах мультивибратора (у него два выхода, поскольку два транзистора) появляются меняющиеся напряжения и токи, электронный генератор действует.