К генераторам, исполняющим роль гетеродинов связных радиоприемников, кроме общих требований стабильности частоты и необходимого уровня мощности для подачи на смеситель, предъявляются еще дополнительные требования: высокая спектральная чистота колебаний (отсутствие заметно выраженных гармоник гетеродина); низкий уровень шумов. Первое из этих требований можно выполнить путем тщательного выбора режима генератора для получения на выходе чисто синусоидальных колебаний, а также дополнительной фильтрацией этих колебаний.


Несмотря на наличие в цепи коллектора некоторого колебательного контура, можно считать, что транзистор VT1 включен по схеме с общим коллектором. Дело в том, что находящийся в цепи коллектора контур настроен на частоту, которая намного выше рабочей частоты генератора и поэтому сопротивление этого контура незначительное, можно сказать - стремится к нулю.

Если от генератора нужно получить только сигнал рабочей частоты, то коллектор транзистора VT1 следует напрямую соединить с источником питания, как это сделано в схеме на рис. 2. Это будет уже классическое включение транзистора по схеме с общим коллектором (или стоком если транзистор полевой).

Рассмотрим подробнее работу всех основных элементов схемы генератора.

Цепь смещения. Компоненты цепи смещения R1, R2 и R3 выбираются из условия обеспечения заданного тока покоя. Цепь смещения рассчитывается и настраивается так же, как для обычной рабочей точки усилителя. Сигнал обратной связи, который поступает с эмиттера через С1. всегда присутствует на входе, поэтому транзистор постоянно находится в режиме колебаний.

При любых транзисторах ток через них должен обеспечивать требуемую выходную мощность. При правильном соотношении смещения и обратной связи выходная мощность генератора составляет приблизительно 0,3 мощности, потребляемой от источника питания.

Обычно падение напряжения на L2 и R4 весьма мало поэтому коллекторное (или стоковое) напряжение равно напряжению питания. Следовательно, для нахождения величины необходимого тока (при заданных величинах напряжении питания и выходной мощности) необходимо значение выходной мощности разделить на 0,3 и на величину напряжения питания. Кстати, резистор R4 служит для предотвращения возбуждения генератора на паразитных частотах и ставить его нужно только в крайних случаях явного нарушения работы генератора.

Сигнал обратной связи. Выходной сигнал появляется на коллекторе (или стоке) транзистора. При правильном соотношении цепей смещения и обратной связи напряжение выходного сигнала составляет около 90% напряжения питания. Глубина обратной связи определяется соотношением емкостей С3 и С4. Например, если они равны, то сигнал обратной связи равен половине выходного сигнала.

Если емкость конденсатора С4 в три раза больше емкости конденсатора С3, то сигнал обратной связи составляет приблизительно 0,25 напряжения выходного сигнала.

Может возникнуть необходимость изменить величину С3 по отношению к С4 для того, чтобы установить более подходящее соотношение параметров цепей смещения и обратной связи. Например, если емкость С4 уменьшать, то глубина обратной связи будет возрастать и генератор будет работать в режиме, близком к классу С.

С увеличением значения С4 при постоянной емкости С3 глубина обратной связи уменьшается и режим работы генератора приближается к классу А. Необходимо помнить, что любое изменение С4 (или С3) приводит к изменению частоты генерации. Следовательно, для поддержания неизменной рабочей частоты, при изменении отношения C4/C3 необходимо изменять значение индуктивности L1.

В качестве первого приближения можно считать, что сигнал обратной связи должен быть равен или больше напряжения отсечки транзистора. При нормальных условиях такой сигнал будет достаточен для преодоления фиксированного (устанавливаемого резисторами R1, R2 и R3) смещения.

Величина сигнала обратной связи обычно лежит в пределах 10...40%, а при условии наилучшей стабильности — в пределах 15...25% напряжения выходного сигнала. Иногда, в целях уменьшения шумов гетеродина, устанавливают максимальную величину напряжения обратной связи

Частота генерации схемы определяется резонансной частотой контура, в который входят L1, С1, С2, С3 и С4. Заметим, что конденсаторы С2, С3 и С4 включены последовательно, поэтому общая емкость должна быть найдена с помощью соответствующего соотношения.

Необходимо также учитывать, что входная емкость транзистора складывается с емкостью С1. На низких частотах входной емкостью можно пренебречь, поскольку ее величина пренебрежимо мала по сравнению с типичными значениями емкости С1 На высоких частотах, когда значения емкости С1 становится соизмеримым с входной емкостью, входная емкость транзистора имеет большое значение.

Например, если входная емкость равна 3 пФ, а для интересующей частоты необходима емкость С1, равная 1000 пФ или более, влияние выходной емкости незначительно. Если же значение емкости С1 уменьшается до 5 пФ, то вместе с параллельной ей входной емкостью транзистора они образуют общую емкость, равную 8 пФ, т.е. входная емкость должна быть учтена в расчете частоты резонанса.

Входная емкость транзистора не всегда приводится в паспортах на приборы. Емкость, представляющая выходную емкость транзистора (между истоком и стоком для полевых и между коллектором и эмиттером для биполярных транзисторов), состоит из собственно выходной емкости и емкости обратной связи, которой, в силу ее малости по сравнению с выходной емкостью транзистора обычно пренебрегают