Генераторы

По типу активных элементов схемы генераторов можно разделить на два класса:

• генераторы с отрицательным сопротивлением,

• генераторы с положительной обратной связью.

К первому классу относятся генераторы на туннельном диоде, диоде Ганна, лавинно-пролетном диоде и т.д. Ко второму классу - ламповые и

транзисторные генераторы. На языке теории цепей активный элемент первого класса - двухполюсник, второго - четырехполюсник. Надо отметить, что эта классификация несколько условна, поскольку генераторы с отрицательным сопротивлением иногда рассматривают как генераторы с положительной внутренней обратной связью.

Генератор с туннельным диодом является одной из первых радиотехнических моделей, в которых были обнаружены хаотические колебания. Генератор на туннельном диоде стал классическим образцом радиофизической системы с хаотической динамикой и вошел в учебники по теории колебаний. Первоначально, генератор на туннельном диоде был сконструирован, исследован и описан Кияшко С.В., Пиковским А.С. и Рабиновичем М.И.. В натурном и численном экспериментах ими было показано, что в данном генераторе имеют место хаотические колебания. Позднее, экспериментальным путем была впервые получена подробнейшая карта динамических режимов на плоскости управляющих параметров для генератора с туннельным диодом, показывающая пути возникновения хаоса и закономерности переходов между различными типами сложно периодических колебаний при изменении управляющих параметров.

Отрицательное сопротивление.

Сопротивление, как элемент электрической цепи, полностью описывается вольтамперной характеристикой (ВАХ) I = I(U). Если выполняется закон Ома то график ВАХ - прямая линия, а сопротивление — линейное. Если ВАХ - нелинейная, то и сопротивление — нелинейное. Когда физика

нелинейного сопротивления не представляет интереса, то обобщенной моделью выбирают нелинейный безынерционный двухполюсник. На

практике роль такого двухполюсника выполняет диод. Если ВАХ содержит участок с падающим участком (отрицательной производной), то говорят о двухполюснике с отрицательным сопротивлением. Это сопротивление является дифференциальным и играет существенную роль при переменном сигнале.

Классификация двухполюсников с отрицательным сопротивлением.

По виду вольт-амперной характеристики все двухполюсники с отрицательным сопротивлением делятся на два типа:

• двухполюсники с N - образной (N – тип) и

• двухполюсники с S образной (S - тип)

Типичным представителем двухполюсника N-типа является туннельный диод. Подобной же характеристикой обладает тетрод электронная лампа, в которой наблюдается динатронный эффект. К N-типу относится и специальная схема на полевых транзисторах - «Λ-диод», которая используется в данной работе.

Характеристиками S-типа обладают газонаполненные приборы например, неоновая лампа, тиратрон, и др., а также некоторые полупроводниковые приборы — динистор, тиристор, однопереходный транзистор и т.д.

Статическая вольтамперная характеристика является полной характеристикой двухполюсника на низких частотах. Однако для оценки и сравнения двухполюсников, а также для получения расчетных формул, удобно пользоваться числовыми значениями, описывающими вольтамперную характеристику.

Для характеристики N-типа особыми характерными точками являются:

• точка «пика» П₁, с координатами (I_П,U_П1);

• точка «впадины» В, с координатами (I_В, U_В);

• точка П₂ с координатами (I_П1,U_П2).

Рис. 1. Аппроксимация вольт-ампер­ной характеристики N-типа кусочно-непрерывной функцией.

.