Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [ 97 ] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

тока коллектора, в котором появляется переменная составляющая. i

Переменная составляющая коллекторного тока восполняет потери = энергии в контуре, создавая на нем усиленное транзистором переменное напряжение. В свою очередь это приводит к новому нарастанию напряжения иа катушке связи Lb, которое повлечет за собой повое нарастание амплитуды составляющей тока коллектора и т. д.

Разумеется, нарастание коллекторного тока не происходит беспредельно-оно наблюдается лишь в пределах активного участка выходной характеристики транзистора (иа участке насыщения, как известно, ток коллектора практически не меняется). Что же касается амплитуды колебаний в контуре, то ее рост ограничивается сопротивлением потерь контура, а также затуханием, вносимым в контур за счет протекания тока в базовой обмотке.

Незатухающие колебания в контуре автогенератора установятся лишь при выполнении двух основных условий, которые получили название условий самовозбуждения.

Первое из этих условий называют условием баланса фаз. Сущность его сводится к тому, что в схеме должна быть установлена именно положительная обратная связь между выходной и входной цепями транзистора. Только в этом случае создаются необходимые предпосылки для восполнения потерь энергии в контуре.

Поскольку резонансное сопротивление параллельного контура носит чисто активный характер, то при воздействии на базу сигнала с частотой, равной частоте резонанса, напряжение на коллекторе будет сдвинуто по фазе на 180° (как для обычного резистивного каскада усиления). Напряжение, наводимое на базовой катушке за счет тока /к> протекающего через контурную катушку I,., равно

= ±/ЧМ/к, (16.2)

где А] - коэффициент взаимоиндукции между катушками.

Очевидно, необходимо так выбрать направление намотки б ззовой катушки, чтобы Ub ~ -1оЫ- Только в этом случае общий фазовый сдвиг в цепи усилитель - обратная связь будет равен нулю: (<р -f--j-ф3 = О, т. е. в схеме будет установлена положительная обратная связь.

Если же Ub = +/«DK, то обратная связь окажется отрзшатель-ной и колебания в контуре прекратятся

Выполнение условия баланса фаз является необходимым, но недостаточным для caювoзбyждeния схемы. Второе условие самовозбуждения состоит в том, что для существования автоколебательного режима ослабление сигнала, вносимое цепью обратной связи, долж}ю компенсироваться усилителем. Иными словами, глубина положительной обратной связи должна быть такой, чтобы потери энергии в контуре Еосполпялись полностью.

1 практике выполнение усчовкя баланса фаз достигается соответствующим включением концов катушек L„ и Z., При отсутствии самовозбуждения необходимо поменять местами ка1[иы кату1!!КИ связи Прн этом авюгснсратор должен самовоз-буд!1ться, если в схеме нет других ненсправнсстей.



При наличии положительной обратной связи в соответствии с формулой (13.15) коэффициент усиления составляет

где р - коэффициент передачи цепи обратной связи.

Для рассматриваемой схемы коэффициент , показывающий, какая часть переменного напряжения контура подается иа базу транзистора в установившемся режиме работы, равен

(16.3)

где /кт - амплитуда тока в контуре автогенератора.

Учитывая, что усилитель с положительной обратной связью переходит в режим генерации при условии р/( > 1, найдем значение коэффициента обратной связи, необходимое для самовозбу/кде-иия:

у

-V----

(16.4)

Рис. 16.2. Колебательная характеристика автогенератора.

, Коэффициент усиления схемы на резонансной частоте с учетом ;i5.39) приближенно можно считать равным

Rl.V.

Поэтому

>

21эрез

(16.5)

(16.6)

Условие самовозбуждения, выраженное формулой (16.6), получило название услобия баланса амплитуд.

Процесс возникновения, нарастания и установления колебательного режима транзисторного автогенератора (при выполнении условий баланса фаз и амплитуд) можно объяснить с помощью так называемой колебательной характеристики автогенератора, представляющей собой зависимость Уеых = /" (t/вх). На рис. 16.2 изображены амплитуд-

пая характеристика собственно усилительного звена д - -

= (р (би) и прямая линия, выражающая зависимость коэффициента передачи цепи обратной связи от величины входного напряжения р =

~jj- = ср [Vux) и характеризующая ослабляющее действие ценн обратной связи.

Предположим, что на вход транзистора поступает напряжение Lbxi* После усиления в К раз на выходе усилителя появится напряжение



Uabixi- Это напряжение, ослабленное в р раз, вызовет появление иа входе напряжение Удх, которое создаст на выходе новое напряжение, и т. д. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока величина выходного сигнала не достигнет своего установившегося значения (точка А), при котором выполняется условие = \-

Из-за нелинейности характеристик транзистора амплитудная характеристика усилителя также оказывается нелинейной, т. е. с ростом уровня выходного сигнала коэффициент усиления уменьшается. Именно поэтому амплитуда колебаний в контуре не может увеличигаться беспредельно и ограничивается на определенном уровне, соответствующем установившемуся режиму. Из рис. 16.2 видно, что после включения источника питания автоколеба1{ия возникают и развиваются при воздействии на вход транзистора любого, сколь угодно малого, напряжения, которое всегда имеется вследствие флуктуационных изменений режима работы схемы.

16.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКА.ЗАТЕЛИ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРНОГО АВТОГЕНЕРАТОРА ТИПА LC

Автогенератор может работать в разных режимах. Для характеристики режима используется коэффициент использования коллекторного напряжения . Этот коэффициент равен отношению амплитуды переменного напряжения на контуре Окт к постоянному напряжению на коллекторе:

i = -. (16.7)

Прп t < 1 устанавливается недонапряженный режим работы автогенератора. Прн >1 режим работы называют перенапряженным. При 1 генератор работает в так называемом критическом ре?киме. Обычно используется критический режим работы автогенератора. В этом случае автогенератор отдает требуемую полезную мощность при достаточно высоком к. п. д. Форма тока в коллекторной цепи автогенератора зависит от режима работы. Если ток проходит на протяжении всего периода напряжения на входе, то колебания тока имеют синусоидальную форму и их называют колебаниями первого рода. Этот режим (подобный режиму Л в усилителях) характеризуется малым к. н. д. и поэтому в автогенераторах используется редко. Более выгодным является режим колебаний второго рода с отсечкой коллекторного тока (подобный режиму В в усилителях).

Известно, что ток, имеющий форму импульсов, можно разложить в ряд Фурье и представить в виде суммы постоянного тока, переменного тока той же частоты, что и частота повторения импульсов (первая гарлюника), пере.менного тока удвоенной частоты (вторая гармоника), а также переменных токов более высоких частот (высшие гармоники). Важно отметить, что именно первая гармоника тока /кг-,, создает на контуре автогенератора переменное напряжение требуемой частоты, амплитуда которого определяется по формуле



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [ 97 ] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.001