Archiwum. Automatyzacja realna czyli nieznana. 7 Generator LC i inne

Archiwum.  Automatyzacja realna czyli nieznana. 7 Generator LC i inne

 Komunał mówi że Pieniądz rządzi światem ale realnie ważniejsze  są wdrażane wynalazki, pomysły i innowacje. Pieniądz zawsze przecież ( przynajmniej na początku ) bierze się z udanej produkcji.
W rozwijanej technologicznie produkcji masowej „krzywa uczenia się” prowadzi do jednoczesnego wzrostu wydajności, obniżenia kosztów jednostkowych i poprawy jakości produktu. Zwróćmy zatem tu uwagę na aspekt „masowości”.  

 Współcześnie praktycznie wszystkie odbiorniki radiowe, telewizyjne, komunikacyjne  i inne są superheterodynami. Stosuje się tu dwukrotną a nawet trzykrotną przemianę częstotliwości.  Przemianę częstotliwości ( tutaj w górę ) stosuje się też w nadajnikach. Szeroko przemianę częstotliwości stosowana jest w telefonii nośnej. W telefonii PCM generatory LC masowo występują w regeneratorach sygnału. Generatory masowo występują w  przyrządach pomiarowych. Generatory, głownie kwarcowe ale nie tylko,  taktują mikroprocesory i układy peryferyjne jak kontrolery  HD, FD, UART i grafiki. Wszystko są to bowiem automaty - maszyny synchroniczne. Generatory stosowane są też w sensorach.

Gdy indukcyjność sensora wchodzi w skład obwodu LC generatora dostarczana jest ( z C tworzącym obwód rezonansowy ) tylko moc czynna a w przeciwnym wypadku dostarczana jest znacznie większa moc pozorna S w której dominuje moc  bierna.  
Wygaszany przez zbliżenie metalu do otwartej indukcyjności i spadek jej dobroci  Q jest generator LC w zbliżeniowym sensorze indukcyjnym mającym wiele zastosowań.
Współcześnie generatory LC ze skupionymi elementami LC pracują w zakresie częstotliwości  od 1 KHz do 1-3 GHz. W najwyższych zakresach częstotliwości użyte są miniaturowe elementy SMD. Powyżej tej częstotliwości rolę L i C odgrywają odcinki (paski) ścieżek płyty drukowanej PCB oraz wnęki rezonansowe oraz ( podmagnesowana solenoidem do strojenia ) kuleczka YIG i stabilizujące walce dielektryczne
O ile wartości głównie rezystorów  a mniej kondensatorów stypizowano ( wspomniana produkcja masowa ze swoimi zaletami ) w szeregach E6, 12, 24, 48, 96 i 192 to dławiki długo były elementem niestandardowym produkowanym na zlecenie lub we własnym zakresie. Ale na zdjęciach sprzed wojny z fabryki odbiorników radiowych widzimy nawijanie kondensatorów, które masowym  elementem standardowym stały się w czasie wojny ! Dławiki wyglądu rezystorów 1/4 W i 1/2 W są w standardowych wartościach E6 masowo produkowane w Japonii. Nie może to dziwić wobec trwającej potężnej ofensywy eksportowej Japonii niszczącej nowoczesny przemysł Zachodu. Dławiki te są tanie ale koncerny Japonii nastawione są na eksport gotowych wyrobów a nie podzespołów. Służą one głównie do rozprzęgania zasilanych obwodów ( dla większych prądów są użyte "beads" ) aby się nie zakłócały. Stosowane są też w aperiodycznych obwodach sygnałowych lub obwodach o małym Q ale nie w selektywnych obwodach LC. Te standardowe japońskie indukcyjności są wymiarami bardzo małe na tle wyrobów europejskich a szczególnie tych z ZSRR. Rozpoczęto produkcje indukcyjności w obudowach SMD.
Masowym wyrobem standardowym są też ferrytowe walczyki z dziurką umieszczone na drucie ( beads ) i konfekcjonowane na taśmie do montażu automatycznego tak jak rezystory i kondensatory. Używane są tu intencjonalnie (!)  ferryty o dużej stratności bowiem są to elementy stratne przeznaczono do tłumienia „zakłóceń”.  W żadnym razie nie se one przeznaczone do budowy indukcyjności o dużej dobroci. Na wykresie ( walczyki 5 x 2 x 10 mm ) pokazano własności trzech rodzajów ferrytów używanych przez Philipsa. Bardzo podobne własności mają materiały koncernów japońskich.  
"Bead" z ferrytu 3S1 osiąga maksymalną impedancje przy częstotliwości 7 MHz. Z materiału 3S2 przy 40 MHz a z materiału 4S3 przy około 150 MHz. Już przy tych podanych częstotliwościach są to bardziej rezystory niż indukcyjności. Należy pamiętać że duże prądy stałe ( przykładowo na wyjściu zasilacza ) i zmienne zmniejszają impedancje skutkiem nasycenia ferrytu. Sama indukcyjność zmierzona przy małej częstotliwości nędznie charakteryzuje impedancje tych elementów w szerszym zakresie częstotliwości.

W tabeli podano parametry gotowych do automatycznego montowania na PCB "beads" na typowej dla rezystorów taśmie. Nie trudno się domyśleć do czego są one przeznaczone.
 

Zasilacze nowych odbiorników TVC i nowych „komputerów” (głównie mikrokomputerów ) są już tylko impulsowe. Transformatory mocy SMPS i ferrytowe dławiki do wejściowego sieciowego filtru przeciwzakłóceniowego LC stały się elementem standardowym. W katalogu Philipsa standardowe są  transformatory sieciowe SMPS i FBT odchylania poziomego do odbiorników TVC 14, 21 calowych i o większym ( 25-28' ) ekranie. Te ostatnie FBT z sekcjonowanym uzwojeniem HV i wbudowanymi diodami HV  są bardzo nowoczesnym i trudnym technologicznie wyrobem ale istotnie upraszczającym konstrukcje odbiornika TVC. Są przy tym niezawodne.
Produkcja dławików i transformatorów jest już u światowych liderów zautomatyzowana. Projekt musi brać pod uwagę ograniczenia stwarzane przez automaty - maszyny i ich specyfikę. 

  Strojone ferrytowym ( rzadziej mosiężnym ) rdzeniem indukcyjności do strojonych obwodów LC produkowano w metalowych  obudowach prostopadłościennych o podstawie 10x10 a później 7x7 i 5x5 milimetrów. W Polsce indukcyjności 7x7 produkowane są faktycznie na japońskiej licencji amplitunera Elizabeth od Sanyo. Standardowe indukcyjności ( część to równolegle transformatory ) są do odbiorników na fale długie, średnie, krótkie ( m.in do generatorów heterodyny ) i UKF oraz do odbiorników TVC. Liczbami 1XX  oznaczone są filtry dla toru IF AM 465 KHz, 2XX dla toru IF FM 10.7 MHz, , 3XX heterodyny na fale długie i średnie, 4XX dla obwodów wejściowych i heterodyn na fale krótkie, 5XX dla obwodów wejściowych  na wysokie fale krótkie i dla systemu IF 38 MHz w TV i TVC. Część tych obwodów lub indukcyjności ma po kilka uzwojeń co może  być cenne. Zatem do generatora LC na te zakresy częstotliwości możemy użyć gotowej, masowej  fabrycznej  indukcyjności. Czyli dobrej jakości i niezawodności o korzystnym stosunku funkcjonalności do ceny.
Odbiornik UKF FM musi mieć na wyjściu filtr do usunięcia niepożądanych sygnałów ( nośna stereo 19 KHz, podwojona nośna 38 KHz oraz obraz sygnał L-R w zakresie 38-53 KHz ) po kodowaniu - dekodowaniu MPX. Standardowy filtr LC MPX ma dwie indukcyjności na kanał stereofoniczny. Filtry MPX są też spotykane w magnetofonach dlatego że zakłócenia "MPX" działają dewastująco na jakość zapisu sygnału magnetofonem.
Generator sygnału kasowania - podkładu w magnetofonie winien być symetryczny i niskoszumny  ( także stąd niska jakość części  magnetofonów ) jako że parzyste harmoniczne dają szumy zapisu ! Ponieważ dobroć głowicy kasującej magnetofonu jako indukcyjności  L w obwodzie generatora LC kasowania i podkładu może być za mała stosuje się w wysokiej klasy magnetofonach  transformator ferrytowy ze szczeliną jako dodatkowe L.
Celowo wymieniono produkowane masowo elementy indukcyjne aby pokazać ich znaczny wybór. Elementy indukcyjne produkowane jednostkowo są szalenie drogie i trzeba takiej sytuacji unikać. 
 
W przestrajanym  generatorze mikrofalowym ( na przykład dla Spectrum Analysera ) o częstotliwości z przedziału 3-50 GHz kulka z YIG ( Yttrium Iron Garnet ) średnicy rzędu 0.5 mm  jako rezonator o sporej dobroci (Q=100-200) jest sprzężona ze ścieżką-paskiem  generatora. Kulka wykonana jest z jednego kryształu z  syntetycznego YIG. Przestrajanie odbywa się polem magnetycznym sterowanego prądem solenoidu.

Do częstotliwości circa 20 MHz najlepsze są w obwodzie LC  kondensatory foliowe. Największą dobroć mają kondensatory polistyrenowe (styrofleks) i polipropylenowe. Dobroć kondensatorów poliestrowych i  poliwęglanowych jest dużo mniejsza i nie należy ich stosować w obwodzie LC generatora.
Ważny dla stabilności temperaturowej częstotliwości jest wybór odpowiedniego do własności L współczynnika temperaturowego kondensatorów foliowych i ceramicznych.

Ekranowana cewka powietrzna ( mająca sporą powietrzną pojemność własną czyli coś jak ćwierćfalowa linia długa  ) z pojemnością tylko trochę obniżającą ( "skracająca" linie ćwierćfalową ) częstotliwość rezonansowa zwana obwodem helikalnym może mieć do początka zakresu UHF dobroć Q 1500  a niżej większą. Jest użyteczna w generatorze mocy do nagrzewania częstotliwości od częstotliwości 13.56 MHz w górę do ograniczenia zmian częstotliwości.

Generatory LC  ze wzbudzającym  łukiem elektrycznym lub iskrownikiem ( czyli elementami o ujemnej oporności dynamicznej ) znane były od lat osiemdziesiątych XIX wieku.
Oscylacje w obwodzie LC z niedawno odkrytą wtedy triodą w 1912 roku zaobserwowało conajmniej 6 badaczy ! Sprawa tego kto był faktycznym odkrywcą określonego układu generatora LC jest obecnie już nie do wyjaśnienia. Warunki matematyczne ( wzmocnienia i fazy ) dla pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego generatora wyprowadził Heinrich Barkhausen w 1921 roku. Pierwszą analizę matematyczną nieliniowego ( nieliniowa wzmacniająca lampa elektronowa generatora ) stabilizującego się generatora generatora dał Van der Pol  w  1927 roku. Rozwiązanie równania różniczkowego Van der Pol  jest dość łatwe. Symulacja układu generatora jest z reguły łatwa ale jest problem z jej prezentacją.  Można ją wykonać na komputerze cyfrowym i analogowym. Im większa jest efektywna dobroć układu rezonansowego LC tym dłużej ( liczone w cyklach ) trwa wzbudzenie się generatora. Generator z rezonatorem kwarcowym 8 MHz ustala się nawet do 10-20 ms !
W źle zaprojektowanym generatorze zachodzi okresowe zrywanie i narastanie drgań. Sporządzono dla symulacji programem Microcap przykład takiego generatora. Inną przykrą niespodzianką mogą być pasożytnicze drgania na wysokim zakresie UHF lub nawet mikrofalach, zależnie od Ft użytego tranzystora. 
Gdy prędkość przesuwu papieru rejestratora jest za mała przy częstotliwości rejestrowanego sygnału to powstaje tylko czarna wstęga zapisu. Podobnie jest gdy na ekranie monitora chcemy zobaczyć wzbudzenie generatora z obwodem LC o znacznej dobroci. Ponieważ okres drgań to najmniej kilkanaście kroków algorytmu całkowania to znajdujemy dla prezentacji obwiedni tylko kolejne szczyty sinusoid. Wokół dodatniego szczytu mamy sytuacje U1<U2>U3 ale U2 wcale nie jest szczytem i trzeba znaleźć argument gdzie szczyt jest i ewentualnie go wyliczyć. Aby nie wywarzać otwartych drzwi odpowiednie wzory wzięto z "Problemy teorii regulatorów" J.Gutenbaum, WNT 1975, strona 239. Znalezione maksima quasi sinusoidy ( w generatorze LC jest mało zniekształcona ) przy odpowiedniej gęstości próbek okazuje się znakomitym przybliżeniem. Błąd aproxymacji jest tym większy im próbka U2 jest dalej od szczytu i im mniejsza jest  gęstość próbkowania.
Dygresja. Gdy w pożądanej równomiernie falistej optymalizacji błędu Czebyszewa chcemy ograniczyć ilość punktów w których wyliczamy funkcje ( duży nakład czasu komputera ) to zastosowanie powyższego schematu znalezienia miejsca przybliżonego maksimum i minimum daje całkiem dobre efekty !    

Dydaktycznie - pokazowo parabole przeprowadzono przez punkty x=1.3, 1.7 i 2.1 dla wartości w nich funkcji sin, która przy szczycie jest paraboliczna ale w szerokim sensie nie jest.
Parabola osiąga maksimum 0.9997 przy Pi/2+0.0001  a funkcja sin osiąga oczywiście  1 przy argumencie  Pi/2. Rezultat jest lepszy niż można by oczekiwać.

Wygodnym narzędziem do symulacji układów elektronicznych ( a w tym generatora LC ) jest program Microcap na komputery PC. Dano też dla niego ekstremalnie proste przykłady generatorów LC.
Elementem aktywnym w generatorze LC jest lampa elektronowa, mikrofalowa lampa z falą bieżąca oraz tranzystory bipolarne, JFet, MOS i generacyjne diody mikrofalowe.   

Wymagania od generatorów sygnałowych i generatorów mocy są całkowicie odmienne.
Od generatora sygnałowego oczekujemy głównie małych szumów i małego dryftu temperaturowego częstotliwości ale dostarczana przez nie moc ( na przykład do mieszacza) nie może być za mała.
Generatory z tranzystorem GaAs sięgają częstotliwością generacji do końca zakresu X. Powyżej tej częstotliwości używane są mikrofalowe diody generacyjne ale szum tych generatorów jest bardzo duży na tle generatorów tranzystorowych. W głowicy odbiorczej telewizji satelitarnej na zakres X heterodyna na tranzystorze GaAs  jest stabilizowana małym walcowym rezonatorem ceramicznym sprzężonym ze ścieżką - linią generatora.

Niskoszumne generatory heterodyny mają odbiorniki UKF FM najwyższej klasy koncernów Pioneer, Technics i Sony... o szokująco wysokich parametrach. Dla uzyskania małych szumów fazy tranzystory heterodyn pracują z dość dużym prądem kolektora (Q5 – 6 mA) ale napięcie i moc generatora jest ograniczona nieliniowością diod pojemnościowych ( elementarne diody są łączone antyszeregowo dla mocnego zmniejszenia  wypadowej nieliniowości ) użytych do strojenia. Dobroć Q diod pojemnościowych nie jest wielka i lepsze z punktu widzenia szumów generatora ( i intermodulacji wzmacniaczy RF )  jest pokazane strojenie kondensatorem ( tylko dla UKF 5 sekcyjnym plus dwie sekcje dla zakresów AM) mechanicznym napędzanym serwomechanizmem w pętli PLL !

Dobroć Q cewek indukcyjnych zależy od częstotliwości, ich rozmiarów, proporcji wymiarów i ilości zwoi czyli indukcyjności. Dla ważnego systemowo generatora LC wybieramy zatem przy danej częstotliwości cewkę o największej realizowalnej faktycznie dobroci. Odpowiednia konfiguracja generatora pozwala nam w optymalny sposób sprząc aktywny tranzystor z obwodem LC o optymalnej dla dobroci Q indukcyjności.

W podręcznikach konfiguracje generatorów LC określone są poprzez przyłączenie ( dla prądu zmiennego ) do E,B,C ( dla tranzystora polowego S,G,D ) tranzystora elementów L i C. Natomiast która elektroda tranzystora E,B,C jest dołączona dla prądu zmiennego AC  do GND ( WE, WB, WC ) nie jest określone. Zatem dla samej teoretycznej konfiguracji jest to obojętne. Ale w poszczególnych konfiguracjach WE,WB,WC jednak rezystory ( konieczne dla prądu stałego ) w różny sposób szkodliwie obciążają obwód LC zmniejszając jego dobroć. Natomiast punkt pracy DC zawsze jest w konfiguracji WE lub WC lub tylko WE z przypadkiem szczególnym WC przy Rc=0. W konfiguracji 'WC' dla AC sygnał można odbierać z kolektora (drenu) co ma liczne zalety przy małej pojemności Cbc tranzystora. Oczywiście odbieranie sygnału z obwodu LC obniża jest dobroć i podwyższa szumy fazowe generatora.
Przy projektowaniu i optymalizacji generatora LC należy pamiętać o tym że podawane w katalogach wykresy dla parametrów hybrydowych „h” tranzystora dotyczą liniowej pracy małosygnałowej tranzystora a w generatorze tranzystor pracuje w klasie B lub C. Przy uruchamianiu i teście generatora można zastosować trymery pojemnościowe do ustalenia poziomu sygnału podanego tranzystorowi do wzmocnienia. Ich optymalne ustawienie ( maksymalny poziom generacji na obwodzie LC ) jednak tylko trochę odbiega od wyliczonego dla pracy w klasie A tranzystora.  

Dla oceny szumów i stabilności generatora LC lub kwarcowego nie jest konieczny Spectrum Analyser najwyższej klasy światowej. Sygnały dwóch identycznych generatorów LC można podać do prostego mieszacza na tranzystorze RF  i dudnienia na jego wyjściu obserwować oscyloskopem i odsłuchać. Można też użyć do mieszania sygnału badanego generatora LC i sygnału generatora kwarcowego wysokiej jakości.

Bardzo prosta jest realizacja asymetrycznego generatora z równoległym obwodem LC z parą różnicową. Obwód LC jest w kolektorze  Q7 połączony z B drugiego Q6 pary ale parametry są dość słabe. Przykładowo w układzie rodziny ECL MC1648 czy w układach regeneratorów telefonicznych sygnałów PCM.  W układzie takim prosta jest synchronizacja generatora metodą "wstrzykiwania sygnału" która jest znacznie prostsza od realizacji pętli fazowej PLL a czasem zupełnie wystarczająca na przykład przy regeneracji telefonicznego sygnału PCM.

Rezonator kwarcowy ma w schemacie zastępczym szeregowy rezonansowy dwójnik LC o bardzo dużej dobroci. Najwyższą stabilność mają dedykowane rezonatory kwarcowe z cięciem SC - Stress Compensated o częstotliwości około 5 MHz.
N.B. Z kolei kwarce stosowane w termometrach kwarcowych mają celowo cięcie o dużym współczynniku temperaturowym.
Moc wzbudzenia "kwarcu" jest dość krytyczna. Zbyt duża moc wzbudzenia powoduje długoczasowy  dryft parametrów rezonatora a zbyt mała daje sygnał o podwyższonych szumach fazowych. Umieszczony w termostacie bez gradientów temperatury  zoptymalizowany tranzystorowy generator z najlepszym rezonatorem SC jest synchronizowany mikrofalowym zjawiskiem fizycznym w komercyjnym ( Hewlett Packard ) zegarze atomowym. Ma on  sam bez ( synchronizującego go atomowego "physical package" z jego elektroniką ) krótkoczasową stabilność częstotliwości  rzędu 10e-11 czyli już trudną do wyobrażenia.
Na schemacie pokazano generatora 5 MHz  z zegara atomowego HP-5062A.  Na pierwszy rzut oka trudno jest zgadnąć w jakiej konfiguracji pracuje ten generator ?  Konfiguracja Colpittsa charakterystyczna  jest pojemnościami równoległymi do B-E  ( C11 ) i C-E ( C5) a indukcyjność  dołączona jest do B-C. Cały obwód z kwarcem między C i B gra rolę indukcyjności w układzie Pierce'a jako wariacja Colpittsa.  Stałoprądowo generator pracuje we  Wspólnym Emiterze. Umowność konfiguracji zmiennoprądowej dla generatora już podkreślono wcześniej.  Szeregowy dwójnik LC równoległy do B-E tranzystora zmniejsza poziom szumów. Obwody takie są dość często spotykane. Przykładowo  nawet w tandetnej głowicy UKF FM do zwarcia B-E tranzystora mieszacza na częstotliwości pośredniej 10.7 MHz dla zmniejszenia szumów. Dioda pojemnościowa CR1 w bardzo małym zakresie przestraja generator. Tranzystor  2N3478 ma częstotliwość graniczną Ft=750 MHz i niskie szumy. Stabilny generator kwarcowy jest dostrajany tak aby wielokrotność jego częstotliwości ( +ewentualny offset ) pokrywała się z mikrofalową częstotliwością absorpcji  nadsubtelnego przejścia atomów cezu w modzie 4 przy częstotliwości 9.192631770 GHz.
Stabilność atomowego wzorca cezowego jest znacznie lepsza niż 10E-13 z perspektywą mocnej dekadowej poprawy. Sam generator kwarcowy ( bez synchronizującego go atomowego "physical package" z jego elektroniką ) ma krótkoczasową stabilność częstotliwości  rzędu 10E-11 czyli już trudną do wyobrażenia. Ma znikome szumy fazy !

Bardzo dokładne generatory są potrzebne na przykład do taktowania central telefonicznych PCM które de facto nie są wzajemnie synchronizowane systemowa pętlą PLL.
 Moduł Generatora Kwarcowego o częstotliwości 10 MHz ( podstrojenie napięciem do 20 Hz ) HP 10811 ( cena aż 860 dolarów !) z termostatem w niewielkiej hermetycznej obudowie metalowej ma w gruncie rzeczy prawie  identyczną konfiguracje generatora kwarcowego jak ten użyty w zegarze atomowym. Zastosowano w generatorze nowocześniejszy tranzystor 2N5179. Parametry generatora są również bardzo dobre.
Averaging Time (seconds) T   / Stability Sigma  (T)
.001 / < 1.5 x 10e-10
.01   /< 1.5 x 10e-11
.1    /< 5.0 x 10e-12
1     /< 5.0 x 10e-12
10    /< 5.0 x 10e-12
100  /< 1.0 x 10e-11
(Typical)1000 /< 1.0 x 10e-11
Szumy fazowe są bardzo małe
Offset from Signal (Hz) / Phase Noise (dBc)
1 <      / < -100
10       / < -130
100     / < -150
1000   / < -157
10000 / < -160

Stabilność generatorów ze specjalnymi kwarcami overtonowymi jest trochę gorsza a szumy większe niż dla częstotliwości podstawowej kwarcu ale niewiele. Systemy z kwarcami overtonowymi  są z reguły proste i wysokiej jakości. Stąd ich znaczna popularność. Konfiguracja generatora musi zapobiec oscylacjom na częstotliwości podstawowej kwarcu i niechcianych harmonicznych co jest dość proste.
Przykładowo w krajowym licencyjnym (!) przemienniku kanałów  do systemu anteny zbiorczej ( pokrywa ona tylko zakresy VHF bez UHF ) PTV30/5 czyli z kanału OIRT 30 UHF na 5 kanał VHF zastosowano rezonator overtonowy 75 MHz. Tranzystor dla częstotliwości generacji pracuje w konfiguracji WC  a w kolektorze tranzystora generatora dano równoległy obwód LC na 150 MHz czyli drugą harmoniczną. Częstotliwość tą powielono trzykrotnie jednym tranzystorem otrzymując za selektywnym filtrem pasmowym żądaną częstotliwość heterodyny 75 MHz x 2 x 3 = 450 MHz wynikająca z różnicy ( czyli bez odwrócenia planu częstotliwości ) częstotliwości nośnych w kanałach 30 i 5.
 
 Dawniej rezonator kwarcowy był bardzo drogi co ograniczało jego zastosowania. Z użyciem nowoczesnej technologii fotolitografii ( jak w technologii monolitycznej - to nie przypadek !) ceny kwarców ( najpopularniejsze jest cięcie AT ) bardzo spadły w latach siedemdziesiątych  a ich produkcja stała się masowa a jakość jest wysoka.
Także szeregowy obwód LC ma w schemacie zastępczym rezonator ceramiczny. Jest on znacznie tańszy od kwarcu ale generator z nim ma znacznie gorsze parametry ale często zupełnie wystarczające. Natomiast rezonator z falą powierzchniową nie ma w schemacie zastępczym obwodu LC i należy do innej kategorii systemów.
Tranzystor w generatorze sygnałowym zawsze pracuje tylko w obszarze aktywnym bez nasycenia z Ucb< 0 ! Już zbliżanie się do nasycenia tranzystora silnie powiększa szumy generatora.

Dla typowej  jednowarstwowej cewki powietrznej maksymalną dobroć Qmax (<250 a często do 150 ) dla określonej F (z przedziału 30-300 MHz) uzyskujemy dla określonej indukcyjności i geometrii cewki przy uwzględnieniu maksymalnych dopuszczalnych rozmiarów.  Optymalna konfiguracja generatora pozwoli na optymalne sprzężenia takiego obwodu L (C) o największej dobroci  z tranzystorem.
Oczywiście obciążenie generatora zmniejsza dobroć obwodu rezonansowego LC i konieczne jest dla zmniejszenia obciążenia stosowanie wzmacniacza-separatora.

Pętla regulacji fazowej PLL zmniejsza widmową gęstość szumów generatora LC tylko dla małych  częstotliwości. Detektor fazy w telewizyjnych systemach PLL dla TVC często pracuje z częstotliwością circa 4 KHz i może zmniejszyć gęstość szumów tylko poniżej 1 KHz.
W nowoczesnych scalonych monolitycznie mieszaczach - generatorach na zakres do VHF-UHF normą jest stosowanie symetrycznego generatora LC z dwoma tranzystorami mającego tu wiele zalet.

W starej technologii stosowano powielanie częstotliwości generatora. Do powielania stosowano także diody pojemnościowe mocy czyli varaktory.  W nowej technologi jest odwrotnie - częstotliwość jest dzielona licznikami w systemie PLL.  Tanie układy PLL do TVC pracują do częstotliwości 1.3 GHz ale pewnie za jakiś czas będzie możliwa stabilizacja PLL heterodyn w mikrofalowym satelitarnym zakresie X konwertera.

 W generatorze sygnałowym LC prąd kolektora ma być stabilny temperaturowo (celowo może się w określony sposób troszkę zmieniać zależnie od temperatury dla zachowania stałości parametrów generatora ) i mało zależeć  od poziomu napięcia generacji. Napięcie z rezystorowego dzielnika na bazie tranzystora dochodzi do połowy napięcia zasilania. Współczynnik temperaturowy napięcia można dodatkowo skorygować diodą w obwodzie polaryzacji bazy.

 Od generatora mocy RF oczekujemy wysokiej sprawności. Moce średniofalowych  i krótkofalowych generatorów RF do nagrzewania ( na przykład rafinacja walców krzemu  metodą Czochralskiego  ) dochodzą do 0.5 MW.   Aby utrzymać zmiany częstotliwości przy zmianie obciążenia generatora w dozwolonej szerokości radiowych zakresów "niechronionych" już na wyższych falach krótkich stosuje się rezonatory wnękowe o bardzo dużej dobroci Q oraz wspomniane helical coil. Można też dodatkowo diodą mocy PIN dołączać korygujący częstotliwość pracy kondensator lub indukcyjność. 
Dla osiągnięcia pożądanej wysokiej sprawności element aktywny w generatorze mocy zawsze pracuje z "nasyceniem" Zmiana pojemności obciążenia automatycznie zmienia częstotliwość pracy i wysoka sprawność energetyczna generatora LC  jest utrzymywana.

Generator Meissnera (1913 rok) nadaje się tylko do małych częstotliwości. Sprzężenie transformatorowe ma też generator samodławny ale nie ma rezonansowego obwodu LC.  Sprzężenie transformatorowe mają też sieciowe przetwornice asynchroniczne. Również pracują bez rezonansu LC.

W transmiterach poddanych RE zastosowano do zasilania indukcyjnych sensorów i mostka tensometrycznego i izolacji sensora pH słabo nasycane generatory LC Meissnera o identycznym schemacie. Jeden jest zasilany  stabilizowanym prądem ( faktycznie napięciem stałym z małymi pulsacjami z kondensatora buforowego ) a pozostałe stabilizowanym napięciem pobierając mniej niż 4 mA prądu.

Generator częstotliwości 2 MHz dla różnicowego pojemnościowego sensora kąta ( analogia do LVDT ) jest symetryczny co jest w tym układzie konieczne bowiem układ słabo toleruje parzyste harmoniczne napięcia z generatora.

Generator LC w dwuprzewodowym transmiterze 4-20 mA może być zasilany prądem < 4 mA i napięcie pracy na nim musi być mniejsze od  13 V.
Przy zasilaniu napięciem maksymalnie 13 V  prąd pracy musi być mniejszy od 4 mA
Stosowane jest więc zarówno zasilanie prądowe (z kondensatorem jako buforem ) jak i napięciowe.

Wadą generatora LC zasilającego sensor indukcyjny jest pewna zmiana napięcia i częstotliwości przy zmianie mierzonej wartości mechanicznej i zmianie L i Q. Zmiana częstotliwości jest z reguły bez znaczenia.
Gdy L jest zasilana ze wzmacniacza operacyjnego ( także OPA mocy ) pobierana moc z zasilacza jest wielokrotnie większa jako że wzmacniacz dostarcza moc S a nie tylko moc P. Równoległe do L  dołączenie kondensatora do kompensacji mocy biernej Q do wyjścia OPA destabilizuje go i jest zabronione. Ale można użyć szeregowego dwójnika RC. Jego włączenie nie wpływa na wielkość napięcia wyjściowego jako że impedancja wyjściowa OPA jest mała. Dla zwiększenia dobroci "kondensatora" można też użyć obwodu RLC ale niestety w Polsce miniaturowe dławiki nie są masowym elementem typowym i tanim jak elementy RC.
Dodanie pojemności C dla kompensacji mocy biernej pobieranej przez indukcyjność sensora pozwala czasem na zastosowanie zwykłego OPA zamiast drogiego  OPA mocy w szczególności stworzonego z użyciem dużej ilości elementów dyskretnych.
Nowoczesne monolityczne układy wzmacniaczy mocy Audio ( jak TDA2030 i jego odpowiednik z NRD ) są w konfiguracji OPA mocy i ich zastosowanie może bardzo uprościć konstrukcje systemu.

 W autopilocie firmy Raytheon zastosowano sensor pola magnetycznego Flux Gate zasilany nasycającym sygnałem quasi sinusoidalnym 400 Hz natomiast detektor synchroniczny sterowany jest sygnałem 800 Hz czyli drugiej harmonicznej w fazie. Sygnał prostokątny 800 Hz z generatora RC z komparatorem podano do przerzutnika CMOS N28 dzielącego częstotliwość przez 2 a z niego sygnał prostokątny rezystorem R79 do wejścia integratora mocy zbudowanego z OPA N5/4 i komplementarnego bipolarnego wtórnika emiterowego. Poziom napięcia na wyjściu integratora mocy ograniczają obwody rezystorów i diod N39 i N40. Dzięki temu powstaje sygnał trapezowy o umiarkowanych zniekształceniach i całkiem stabilny. Kolejny raz zwraca uwagę bardzo wydajna współpraca układów CMOS 4000 zasilonych napięciem 15 V które dla OPA podzielone jest na pół ( zasilanie +-7.5V ) z połówką jako "GND" nazwanym tu  Signal Reference. Powstaje układ wysokiej jakości i funkcjonalności z niewielkiej ilości elementów.

Generatory RC i LC to popularny "building block" w skomplikowanych układach scalonych. Ale są one też realizowane na elementach dyskretnych.
W Application Note AN-263 (3.81) "Sine Wave generation techniques" National Semiconductor omówiono z przykładami różne generatory ( Częstotliwość , THD %, Stabilność amplitudy %):
-Phase Shift 10Hz -1 MHz, 1-3, 3
-Wien Bridge 1 Hz - 1 MHz, 0.01, 1
-LC negative resistance 1 Hz - 10 MHz , 1-3, 3
-Tuning Fork 60 Hz - 3 KHz , 0.25, 0.01
-Crystal 30 KHz - 200 MHz , 0.1, 1
-Triangle driven break point sharper <1 Hz - 500 kHz, 0.1, 1
-Triangle driven logarythmic  sharper <1 Hz - 500 KHz, 0.3, 0.25
-ROM driven DAC 1 Hz - 20 MHz, 0.1, 0.01

 National Semiconductor  sensory indukcyjne w przykładach w Application Note zasila prostymi generatorkami typu "Phase Shift" na jednym tranzystorze bipolarnym oczywiście zbuforowanym wzmacniaczem operacyjnym.