Генератор гармонических колебаний

Наиболее распространенной формой линейного осциллятора является электронный усилитель, такой как транзистор или операционный усилитель, подключенный к цепи обратной связи, выход которого подается обратно на его вход через частотно-селективный электронный фильтр для обеспечения положительной обратной связи.

По типу частотно-избирательной цепи они делятся на LC- и RC-генераторы.

RC-генератор

В генераторе RC-цепи, фильтр представляет собой сеть из резисторов и конденсаторов . RC-осцилляторы в основном используются для генерации более низких частот, например, в звуковом диапазоне. Наиболее распространенные типы схем RC-генератора являются фазосдвигающий генератор и генератор с мостом Вина.

LC-генератор

В генераторе LC-цепи, фильтр представляет собой колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C), соединенные друг с другом.

Заряд течет назад и вперед между пластинами конденсатора через катушку индуктивности, так что колебательный контур может хранить электрическую энергию, генерирующую на своей резонансной частоте. Присутствуют небольшие потери в контуре, но усилитель компенсирует эти потери и подает мощность для выходного сигнала. LC- осцилляторы часто используются на радиочастотах, когда источник перестраиваемой частоты находится, например, в сигнальных генераторах, перестраиваемых радиопередатчиках и гетеродинов в радиоприемниках. Типичные схемы LC-генератора являются генератор Хартли, генератор Колпитца и автогенератор по схеме Клаппа.

Осцилляторы с отрицательным сопротивлением

Существуют и другие типы осцилляторов, например осцилляторы с отрицательным сопротивлением. Отрицательное сопротивление необходимо для того, чтобы компенсировать потерю резистивных элементов колебательного контура в течение одного периода колебаний.

Осцилляторы с отрицательным сопротивлением, как правило, используются на высоких частотах в микроволновом диапазоне и выше, так как на этих частотах осцилляторы обратной связи плохо работают из-за чрезмерного фазового сдвига в цепи обратной связи.

Стабильность частоты колебаний

Если частота колебаний отклоняется от заданного значения, то этот сдвиг частоты может быть выражен в процентах. В большинстве передатчиков и приемников нежелательные сигналы могут быть устранены с помощью фильтров и автоматической регулировки усиления. Частота смещения или стабильность является наиболее важным параметром при разработке генератора, а стабильность может зависеть от следующих факторов:

• нагрузка.

  Хотя генератор может работать без нагрузки. Зачастую выходная нагрузка может привести к нестабильности из-за рассогласования импеданса. Эту проблему можно решить путем вставки "буфера" между генератором и нагрузкой.

• подключение к источнику питания.

  Генератор должен работать при более низких силах или используя конденсаторы, с помощью которых преодолевает проблему привязки мощности.

• температурные изменения.

  Можно воздействовать с помощью компонентов с известным температурным коэффициентом.

• выбор компонентов.

  Компоненты с узким диапазоном следует использовать всякий раз, когда это возможно, а также кристаллический кварц.