Для порушення коливань необхідно мати початковий сигнал, в якості якого можуть виступати або скачки напруги (струму) в момент вмикання джерела живлення, або Флуктуативно напруги (струми), обумовлені тепловими або іншими процесами в електронних ланцюгах.
Якщо визначити негативний опір як властивість елемента, струм через який зменшується при зростанні падіння напруги на ньому, то цей опір можна уявити собі у вигляді падаючого ділянки вольтамперної характеристики елемента. На рис. 1, а наведена вольтамперная характеристика тунельного діода, з якої видно, що в деякій області напруг є ділянка з негативним диференціальним опором (опором змінному струму).
Спрощена принципова схема генератора на тунельному діоді наведена на рис. 1, . Б. Положення робочої точки А вибирається на падаючому ділянці вольтамперної характеристики. Середній нахил робочої ділянки характеристики повинен забезпечувати повну компенсацію втрат в активному опорі R контуру і в опорі навантаження R 1.
Оскільки область вольтамперної характеристики з негативним опором обмежена і за її межами тунельний діод поводиться як діод з позитивним опором, амплітуда коливань встановлюється на рівні, відповідному зміни напруг і струмів в цій галузі. Форма коливань в загальному випадку відрізняється від синусоїдальної і тим менше, чим вище добротність коливального контуру.
Генератори на тунельних діодах можуть працювати на частотах до декількох десятків гігагерц. Зазвичай їх використовують в діапазоні 100 МГц? 10 ГГц. Потужність таких генераторів невелика: 10-6 Вт? 10-3 Вт
Рис. 1. Вольт - амперна характеристика тунельного діода ( а ) і принципова схема генератора на тунельному діоді ( б )
Негативне опір можна отримати також в підсилювачі з позитивним зворотним зв'язком. Так в підсилювачі, охопленому на частоті щ0 позитивним зворотним зв'язком по напрузі, повне вихідний опір
,
де - вихідний опір підсилювача без зворотного зв'язку,
- його коефіцієнт підсилення на частоті щ0,
- коефіцієнт передачі ланцюга зворотного зв'язку на частоті щ0.
Як видно з наведеної формули, вихідний опір підсилювача при введенні в нього позитивного зворотного зв'язку по напрузі зменшується, а в разі стає негативним.
Такий метод отримання негативного опору в даний час найбільш широко застосовується при побудові автогенераторів з зовнішньої зворотним зв'язком.
Відзначимо, що тунельний діод теж притаманна позитивний зворотний зв'язок, яка є внутрішньою (неявній) і призводить до негативного нахилу вольтамперної характеристики.
Поняття позитивного зворотного зв'язку і негативного опору - по суті дві форми опису одного і того ж фізичного процесу, пов'язаного з додаванням в систему енергії для компенсації її убутку внаслідок наявності активних втрат.
. Резонансний підсилювач з позитивним зворотним зв'язком
Під регенерацією розуміється часткова компенсація втрат в коливальній ланцюга за рахунок позитивного зворотного зв'язку. Явище регенерації використовується для посилення коливань.
У регенеративном підсилювачі зворотний зв'язок не доводиться до величини, що відповідає порогу генерації. При цьому виходить лише часткова компенсація втрат в контурі, і дія зворотного зв'язку зводиться тільки до підвищення добротності регенерованого контура.
Розглянемо резонансний підсилювач з індуктивним позитивної послідовної зворотним зв'язком по напрузі (рис. 2, а ).
Рис. 2. Регенеративний резонансний підсилювач: а - принципова схема; б - АЧХ (1 - без зворотного зв'язку; 2 - з позитивним зворотним зв'язком в лінійному режимі; 3 - з позитивним зворотним зв'язком в нелінійному режимі).
Якщо підсилювач працює в лінійному режимі (амплітуда вхідного сигналу мала), то вираз для його коефіцієнта посилення без зворотного зв'язку (коли коефіцієнт взаємоіндукції M між котушками < i align="justify"> L і L 'дорівнює нулю) можна записати у вигляді
де - вхідний опір включеного за схемою з ОЕ транзистора при короткому по змінному струмі замиканні його виходу;
- коефіцієнт підсилення включеного за схемою з ОЕ транзистора по струму при короткому замиканні по змінному струмі його виходу;
- опір коливального контуру;
R - активний о...
