Генератор, управляемый напряжением

О П И С А Н И Е944068ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеюз СоветсиинСоциалистическиереспубпии фьъещ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Н 03 8 5/12 Экударстеенай квинтет СССР во денем нзоервтеннй и открытнйОпубликовано 15. 07. 82, Бюллетень26 Дата опубликования описания 15.07,82(51) ГЕНЕРАТОР, УПРАВЛЯЕМЫЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для гене 4рирования синусоидальных колебаний с перестраиваемой частотой в микроэлектронных преобразователях напряжения в частоту, системах фазовой автоподстройки частоты и т.д.Известен генератор, управляемый напряжением, содержащий два транзистора, эмиттеры которых соединеныю с токозадающим каскадом, а также параллельный колебательный Ы-контур, включенный между коллектором первого транзистора и положительной шиной источника питания, который обеспечивает перестройку частоты за счет управляемого источника тока, .изменяющего степень насыщения транзисторов 11.Однако известный генератор, управ- о ляемый напряжением, имеет относительно небольшой диапазон перестройки . частоты вследствие того, что верхние частоты диапазона генерируемых ко 2лебаний получаются при уменьшении тока, протекающего из токозадающего каскада в эмиттеры транзисторов. С уменьшением же эмиттерных токов транзисторов ухудшаются их частотные свойства, падает коэффициент усиления и происходит срыв автоколебаний. Нижняя граница диапазона элект" ронной перестройки частоты достигается в этом генераторе при увеличении тока источника и ограничена максимально допустимым током транзисторов, а также ухудшением генерируемых колебаний. Кроме того, в известном генераторе недостаточно высока температурная стабильность частоты генерируемых колебаний, что объясняется тем, что уровень насыщения первого транзистора, а следовательно и изменение частоты, определяется напряжением смещения его коллекторно-базового перехода. Это напряжение в данном генераторе фиксировано падением напряжения на прямо смещенном.3 ЗИ 068переходе эмиттер-база второго транзистора, которое как известно, силь.но зависит от температуры. Следова-тельно, номинальная частота генератора изменяется в диапазоне температур в соответствии с температурнойзависимостью напряжения прямо смещенного :перехода эмиттер"база.Цель изобретения - увеличенИедиапазона перестройки частоты при оодновременном повышении температурной стабильности,Для этого в генераторе, управляемом напряжением, содержащем дватранзистора, эмиттеры которых соеди-.нены с токозадающим каскадом, а также.С"контур включенный между коллектором первого транзистора и положительной шиной источника питания, емкостная ветвь параллельного колебательного1.С-контура выполнена в виде двух последовательно"включенных конденсаторов, а точка их соединения соедине. на с эмиттерами транзисторов, коллек-,тор второго транзистора соединен с коллектором первого транзистора и положительной шиной источника питания соответ",ственно через введенные дополнительный конденсатор и резистор, при этомЭОбазы транзисторов являются входамиуправляющего напряжения генератора,управляемого напряжением.На фиг.1 представлена структурнаяэлектрическая схема предложенногогенератора; на фиг,2 и 3 - диаграммы,поясняющие работу генератора.Генератор содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, токозадающийкаскад 3, параллельный колебательный1.С-контур, включающий катушку индуктивности 4 и конденсаторы 5 и б, дополнительный конденсатор 7, резис-тор 8.Генератор, управляемый напряже-нием, работаетследующим образом.При двух крайних значениях управляющего напряжения может быть дваслучая - транзистор 1 полностью открыт, а транзистор 2 закрыт, и наобо,рот. В первом случае образуется известная схема генератора "с общейбазой", в которой база транзистора"заземлена" через источник управляющего напряжения ) по переменному1 высокочастотному сигналу, а напряжение положительной обратной связиподается с емкостного делителяконденсаторы 5 и б) из коллекторной цепи 4первого транзистора 1 в эмиттер этого же транзистора, При этом весь ток токозадающего каскада проходит в эмиттер первого транзистора 1, В этом случае частота генерируемых колебаний минимальная.Во втором случае, когда под дей"Iствием управляющего напряжения транзистор 1 полностью закрыт, а транзистор 2 открыт, образуется также схема, генератора " с общей базой",в которой напряжение положйтельной обратной связи нагрузки резистора 8) поступает также в эмиттер открытого транзистора 2Однако сигнал обратной связи проходит уже через фазосдвигающую цепь, образованную конденсатором 7 и параллельным 1.С-контуром ( элементы 4,5 и 6). В этом случае частота генерируемых колебаний получается максимальнойТаким обра. зом, при работе предложенного устройства напряжение положительной обратной связи подается с параллельного Ы-контура через емкостной делитель ( конденсаторы 5 и б) в эмиттерную цепь транзисторов 1 и 2.Напряжение жв на С-контуре является суммой двух напряжений. Одно из них образуется за счет коллекторного тока транзистора 1,а другое поступает на 1.С- контур через конденсатор 7 с резистивной нагрузки ( резистора 8 ) транзистора 2, Графически результирующее напряжение на С-контуре показано ( фиг.2) в виде суммы векторов А и В. При этом длина и угол наклона каждого из векторов А и В соответствуют амплитуде и фазе каждой из составляющих напряжения на 1.С-контуре, образующихся за счет токов транзисторов 1 и 2. Напряжение, поступающее через конденсатор 7 с резистивной нагрузки транзистора 2 ( резистора 8 ) имеет фазовый сдвиг, близкий к Л /2, если ем" костное сопротивление конденсатора 7 много больше резонансного сопротивления Ы-контура, т,е. при выборе достаточно малой емкости конденсатора 7, Поэтому вектор В фиг.2 имеет также угол наклона по отношению к вектору А, близкий к Х/2, Под действием управляющего напряжения О происходит перераспределение тока токозадающего каскада 3, протекающего через транзисторы 1 и 2.При этом изменение эмиттерных токов транзисторов 1 и 2 приводит к изменению их крутизны и, следовательно,5 94406 амплитуд каждой из составляющихнапряжений на 1.С-контуре. В результате вектор С суммарного напряжения на контуре изменяется на неко-.торый угол 9 и условие баланса фаз в генераторе выполняется уже на частоте, отличающейся от первоначаль" ной, т.е. частота генерируеМых колебаний при изменении управляющего напряжеяия устанавливается каждый 11 раз такой, чтобы приращение фазырезультирующего напряжения на ЕС- контуре, получающееся - за счет изменения амплитуд, его составляющих, компенсировалось фазовым сдвигом 1 й эа счет фаэочастотной характеристики параллельного И-контура ( фиг.3),Таким образом, в предложенном гене. раторе обеспечивается большая крутизна характеристики управления за счет 20 высокой чувствительности дифференциального каскада на транзисторах 1 и 2 по отношению к управляющему напряжению,и поскольку ширина диапазона перестройки частоты зависит от фазочастотной характеристики параллельногоЫ-контура (фиг.3), то при малых значениях добротности Я контура достигается большая относи-, тельная перестройка ф частоты генератора, управляемого напряжением Оп,а за счет функциональных особенностей схемы, обеспечивающийстальный (без насыщения ) режим тран 8 бэисторов; повышается температурная стабильность,формула изобретения Генераторуправляемый напряжением, содержащий два транзистора,змит"теры которых соединены с токозадающимкаскадом, а также параллельный коле"бательный С-контур, включенный между .коллектором первого транзистора иположительной шиной источника питания, о т л и .ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения диапазонаперестройки частоты при одновременном повышении температурной стабиль"ности, емкостная ветвь параллельного колебательного С-контура выполнена в виде двух последовательновключейных конденсаторов,а точка их соединения соединена с эмиттерами транэйсторов, коллектор второго транзисторасоединен с коллектором первого транзистора и положительной шиной ис"точника питания соответственно через введенные дополнительный конденсатор и резистор, при этом базытранзисторов являются входами управляющего напряжения генератора, управляемого напряжением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СЮА Ю 4071832,кл. 331-117, опублик. 1978 (прото"тип).944068 О 8,8 Составитель Т,ЗахарРедактор К.Волощук Техред Л. Пекарье в,ееЗаказ 51 енко Корр тор И, Шароаи 49/73 Тираж 959НИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Раушская на ПодписноеССРю Аи юфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4