Генератори синусоїдальних коливань на інтегральних мікросхемах

Для побудови генераторів в мікровиконанні використовуються аналогові (лінійні) підсилювальні ІМС, охоплені глибоким позитивним зворотним зв'язком. Тому створення схеми генератора - типу LC або RC, по суті, зводиться до вибору такою, що відповідає аналоговою ІМС і підключенню до неї дискретних елементів - LC -контура, RС-цепочек, мостів п т. п. При цьому принципи побудови схем генераторів, розглянуті в попередніх параграфах, умови самозбудження, способи стабілізації частоти фактично залишаються незмінними.

На мал. 18.15 приведена схема генератора синусоїдальних коливань з трансформаторним зворотним зв'язком, основою якого є диференціальний каскад (ДУ). Коливальний контур включений між колекторами транзисторів VT1 і VT2. Позитивний зворотний зв'язок забезпечується з допомогою

обмотки L _св, напруга з якою подається на вхід диференціального каскаду. Вихідна напруга, що знімається з колекторів транзисторів VT1 і VT2 (несиметричні виходи), змінюється в протифазі. Це дозволяє у разі потреби знімати два гармонійні сигнали, зрушених по фазі на 180°. При підключенні зовнішнього навантаження між колекторами транзисторів VT1 і VT2 (симетричний вихід) амплітуда вихідної напруги збільшується в два рази в порівнянні з амплітудою напруги схеми з несиметричним виходом. З метою зменшення впливу зовнішнього навантаження на стабільність генерованих коливань і узгодження генератора з навантаженням вихідна напруга знімається через емітерний повторитель, зібраний на транзисторі VT4.

В якості базових елементів (диференціальних підсилювачів) можуть бути використані аналогові ІМС різних серіїв (наприклад, К1УТ181А - К1УТ181В; 1УТ221 (А, Б, В); К1УТ771 (А, Б) та ін.).

На основі мікросхем ДУ можуть бути отримані різні варіанти RС -автогенераторов. В якості прикладу на мал. 18.16, а приведена схема з триланковим ланцюжком типу R -паралель", яка включена між колектором і базою транзистора VT1. Таким чином, власне генератор зібраний на транзисторі VT1, а вихідна напруга знімається з колектора транзистора VT2, що зменшує вплив навантаження на роботу схеми.

Вищі якісні показники має схема RC -генератора, приведена на мал. 18.16, б. Тут на транзисторах VT4 і VT5 зібрані емітерні повторители, підключені відповідно до ланцюга зворотного зв'язку генератора (на транзисторі VT4) і до виходу схеми (на транзисторі VT5).

Підключаючи ланцюг зворотного зв'язку через емітерний повторитель, можна істотно поліпшити умови самозбудження і характеристики схеми. При цьому практично виключається вплив вхідного опору ланцюга зворотному зв'язку на колекторне навантаження транзистора VT1. Як показали експериментальні дослідження, коефіцієнт нелінійних спотворень в діапазоні частот від 100 до 1000 Гц для схеми мал. 18.16, б не перевищує 1, 2 % (при амплітуді вихідної напруги близько 1 В)[47].

При виконанні умов С₁ = С₂ = С₃ = С; R₈ = R₉ = = R частота генерованих коливань визначається співвідношенням

. (18.34)

Вища частота генерованих коливань визначається типом ІМС.