ФПЧ и генераторы на негатронах

Приведено несколько схем фильтров промежуточной частоты и генераторов, выполненных с использованием электронных приборов, имеющих на вольтамперной характеристике участок с отрицательным динамическим сопротивлением (негатронов).

Негатрон (негаваристор) – полупроводниковый прибор, имеющий на вольтамперной характеристике участок с отрицательным динамическим сопротивлением [1–3]. При повышении напряжения ток через такой полупроводниковый прибор понижается.

На основе негатронов могут быть созданы усилители, фильтры, генераторы электрических сигналов [1–3]. Так, например, в статье [4] приведен пример построения режекторного фильтра на частоту 500 кГц. На Рисунке 1 показана схема фильтра промежуточной частоты (ФПЧ), полученная модифицированием схемы фильтра [4]. В отличие от прародителя ФПЧ не подавляет выходной сигнал на выходе устройства, а, напротив, выделяет его. Коэффициент передачи ФПЧ на резонансной частоте превышает 60 дБ, Рисунок 2.

Рисунок 1.	Фильтр промежуточной частоты на 500 кГц.

Варьированием параметров LC-контура, Рисунок 1, резонансная частота фильтра может быть понижена до значений порядка 1 кГц и ниже с сохранением коэффициента передачи.

Рисунок 2.	Частотная зависимость коэффициента передачи ФПЧ.

На Рисунке 3 показана возможность использования негатрона для генерации сигналов синусоидальной формы. Частот генерации задается параллельным колебательным контуром и составляет 465 кГц. Коэффициент нелинейных искажений сигнала амплитудой 800 мВ близок к 2%.

Рисунок 3.	Генератор синусоидальных сигналов на негатроне.

Еще одна схема генератора на основе негатрона иного построения приведена на Рисунке 4. Генератор вырабатывает сигналы экспоненциально нарастающей формы, резко обрывающиеся в момент окончания импульса. Амплитуда выходных сигналов 5 В. Частоту генерации регулируют потенциометром R5 в пределах от 500 до 1000 Гц. Ступенчато поменять диапазон генерации можно заменой конденсатора C1: при емкости конденсатора C1 11 нФ диапазон генерируемых частот регулируется в пределах от 1 до 2 кГц.

Рисунок 4.	Генератор сигналов пилообразной формы с использованием негатрона.

Добавление выходного каскада на полевом транзисторе VT5 2N7000, Рисунок 5, к генератору, Рисунок 4, позволит получить на выходах генератора сигналы, форма которых приведена на Рисунке 6. Частоту генерации регулируют потенциометром R5 в пределах от 800 до 1000 Гц. Коэффициент заполнения импульсов прямоугольной формы, снимаемых с выхода U_ВЫХ2, меняется от 0.3 при частоте 800 Гц до 0.2 на частоте 1000 Гц. Амплитуда выходных сигналов на выходе U_ВЫХ1 равна 5 В, на выходе U_ВЫХ2 – 12 В.

Рисунок 5.	Генератор сигналов пилообразной и прямоугольной формы.

Рисунок 6.	Форма сигналов на выходе генератора.

Литература

1. Шустов М.А. Практическая схемотехника. 450 полезных схем. – М.: Altex-A, 2001. – Кн. 1. – 352 с. (I изд.); 2003 (II изд.); М.: Додэка-XXI–Altex, 2007. – 360 с.
2. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Полупроводниковые приборы и их применение. – М.: Altex, 2004. – Кн. 5. – 304 с.
3. Шустов М.А. НЧ-усилители на негаваристорах // Радиомир. – 2009. – № 4. – С. 8–10.
4. Chekcheyev S. Rejection Filter With an Impedance Inverter // Electronics World. – 2007. – V. 113. – № 3. – P. 53.

Материалы по теме

1. Datasheet Fairchild BC547C
2. Datasheet Fairchild BC557B
3. Datasheet Microchip 2N7000