负阻振荡器
简介负阻振荡器:利用负阻器件抵消回路中的正阻损耗,产生自激振荡的振荡器。由于负阻器件与回路仅有两端连接,故负阻振荡器又称为“二端振荡器”。
原理用负阻器件和LC谐振回路构成的正弦波发生器。由于负阻器件与谐振回路的连接只需两个端点,所以又称二端振荡器。
负阻器件的伏安特性曲线如图1a。在特性曲线的ɑ~b区段内,当电压增大时电流反而减小,即电压增量墹u=u2-u1是正值时,电流增量墹i=i2-i1是负值,所以在这一区段内负阻器件的动态电阻R为负值,即 负阻不但不消耗交流功率,而且还向与它相连接的外电路供给交流功率。
负阻振荡器负阻器件有两类。①电压控制型:其特点是电流为电压的单值函数,而电压却不是电流的单值函数。这种器件的伏安特性曲线形状如字母N(图1a),故又称N型负阻,隧道二极管等具有这种特性。②电流控制型:其特点是电压为电流的单值函数,而电流却不是电压的单值函数,其伏安特性曲线的形状如字母S(图1b),故又称S型负阻,双基极二极管等具有这种特性。
负阻振荡器负阻器件与谐振回路连接的方式有二。一为电流控制型负阻器件与串联谐振回路相连接,如图2的双基极二极管负阻振荡电路。一为电压控制型负阻器件与并联谐振回路相连接,如图3的隧道二极管负阻振荡电路。
负阻振荡器在负阻振荡器中,只要负阻所提供的功率大于外电路(谐振回路及负载)正阻所消耗的功率,电路即能起振并持续振荡。由于负阻器件本身的非线性特性,负阻的数值随着振荡幅度的增大而变化:对于电流控制型负阻器件,它将变小:而对于电压控制型负阻器件,它将变大。两者都会使负阻供给的功率逐渐减小,直到与正阻所消耗的功率相等,使振荡幅度趋于稳定。
负阻振荡器在通信设备和电子仪器中用作信号源,常用于频率比较高的场合。
60年代以来,陆续发明了不少新型的固态负阻器件和据此构成的负阻振荡器。在微波频段,除了上述的隧道二极管振荡器外,最主要的有雪崩渡越时间二极管振荡器和转移电子器件振荡器。它们与微波真空电子器件(反射速调管、磁控管、返波管等)振荡器比较,具有耗电少、直流供电电压低、结构简单、体积小、成本低等优点,缺点是输出功率较小,耐核辐射能力差。