Лекция 21 (1085001), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Обратим внимание, что последнее выражение совпадает с выражением для коэффициента обратной связи одноконтурного АГ с ёмкостной обратной связью (19.20) (см. лекцию 19).

Рассмотренные выше особенности зависимости частоты автоколебаний и коэффициента обратной связи от собственных частот контуров позволяют в двухконтурном АГ с ОС (ОБ) производить практически раздельную регулировку частоты и коэффициента обратной связи, что не может быть сделано в двухконтурном АГ с ОК (ОЭ). На практике поступают следующим образом. Вначале настройкой анодно-сеточного контура (контура между коллектором и базой) устанавливается необходимая частота автоколебаний, а затем регулировкой сеточно-катодного контура (контура между базой и эмиттером) подбирается коэффициент обратной связи, обеспечивающий требуемый режим работы лампы или транзистора. После установки коэффициента обратной связи установка частоты уточняется подстройкой первого контура.

С целью облегчения передачи мощности полезную нагрузку рассматриваемого АГ целесообразно связывать с анодно-сеточным контуром (контуром между коллектором и базой), так как на нём больше напряжение и больше ток через индуктивность контура. Последнее важно при осуществлении трансформаторной связи с контуром.⁸

Ламповые АГ с ОС широко применяются в диапазоне СВЧ, особенно на дециметровых и сантиметровых волнах. Колебательные системы таких АГ изготавливаются из отрезков коаксиальных линий как в ГВВ (см. лекцию 17).

Частота автоколебаний двухконтурного АГ с общим анодом (ОА)
и с общим коллектором (ОК) (рис.21.3,в)

В двухконтурном АГ с ОА (ОК) частота автоколебаний ω, как отмечалось при рассмотрении вопроса о коэффициенте обратной связи, должна удовлетворять условию
ω > ω₂. При этом катодный (анодно-катодный) контур или эмиттерный контур (контур между коллектором и эмиттером) (рис.21.3,в) на частоте автоколебаний обладает ёмкостным сопротивлением. Очевидно, схема рассматриваемого АГ на частоте автоколебаний должна быть эквивалентна ёмкостной трёхточке, что возможно, если собственная частота ω₃ сеточного (анодно-сеточного) или базового (между коллектором и базой) контура удовлетворяет условию ω₃ > ω и контур на частоте автоколебаний ω проявляет индуктивное сопротивление. Таким образом, в двухконтурном АГ с ОА (ОК) должно иметь место соотношение

ω₃ > ω > ω₂. (***)

Обратим внимание, что условие (***) требует, чтобы собственная частота ω₃ анодно-сеточного контура (контура между коллектором и базой) была выше частоты ω₂ анодно-катодного контура (контура между коллектором и эмиттером). Если условие не выполняется, то ни о каких устойчивых автоколебаниях в рассматриваемой схеме АГ не может идти речь.

Частота автоколебаний ω будет совпадать с одной из резонансных частот колебательной системы АГ: с нижней или верхней частотой связи, которые могут быть определены по формуле (21.7), в которой под ω_I следует понимать парциальную частоту

(21.11а)

а под ω_II понимать парциальную частоту

(21.11б)

соответствующие резонансным частотам параллельных колебательных контуров, выделяемых из системы двух связанных контуров при поочерёдном закорачивании одной из индуктивностей. Ёмкостью связи контуров в рассматриваемом АГ (рис.21.3,в) является ёмкость С₁. Соответственно коэффициент связи контуров

(21.12)

Так как нижняя частота связи ω_Н меньше наименьшей из частот ω_I и ω_II, соответственно она, согласно (21.11), меньше собственных частот контуров ω₂ и ω₃, то эта частота не удовлетворяет условию (***). Следовательно, автоколебания на нижней частоте связи в рассматриваемой схеме двухконтурного АГ с ОА (ОК) невозможны.

Автоколебания в рассматриваемом АГ имеют место на верхней частоте связи ω_В в пределах, учитывая (***) и (21.7),

где ω_I определяется (21.11а), а k_СВ определяется (21.12).

График изменения частоты автоколебаний в двухконтурном АГ с ОА (ОК) представлен на рис.21.11.

Нетрудно видеть из рис.21.11, что частота автоколебаний в рассматриваемой схеме АГ в основном определяется частотой настройки анодно-сеточного контура (контура между коллектором и базой) и слабо зависит от частоты настройки сеточно-катодного контура (контура между базой и эмиттером).

К оэффициент обратной связи в АГ определяется выражением (21.1) при ω₁ = 0, согласно которому

и зависит от частоты настройки ω₂ анодно-катодного контура (контура между коллектором и эмиттером). Частота настройки второго контура ω₃ также влияет на величину коэффициента обратной связи, так как она определяет частоту автоколебаний ω. При сильной расстройке контуров ω >> ω₂

Последнее выражение совпадает с выражением для коэффициента обратной связи одноконтурного АГ с ёмкостной обратной связью (19.20) (см. лекцию 19).

Как и в двухконтурном АГ с ОС (ОБ), в двухконтурном АГ с ОА (ОК) может быть осуществлена практически раздельная регулировка частоты автоколебаний и коэффициента обратной связи.

При небольшом коэффициенте обратной связи напряжения на контурах колебательной системы АГ оказываются практически одинаковыми. Поэтому при использовании ёмкостной связи с полезной нагрузкой последняя может подсоединяться к любому контуру. Однако, в зависимости от того, с каким контуром связывается нагрузка, её влияние будет сказываться либо на частоте автоколебаний, либо на коэффициенте обратной связи. Трансформаторную связь с полезной нагрузкой проще осуществить с анодно-сеточным контуром (контуром между коллектором и базой), так как в индуктивности этого контура ток больше в силу близости частоты автоколебаний ω к собственной частоте контура ω₃. Но при этом возрастёт влияние нагрузки на частоту автоколебаний.

Ламповые АГ с ОА применяются в метровом диапазоне волн в качестве мощных источников колебаний, в частности, в некоторых типах РЛС.

Вопросы для самоконтроля знаний по теме лекции 21:

1. Представьте схему электрической цепи, формируемой относительно внутренних точек электродов лампы
при соединении внешних точек электродов лампы накоротко по высокой частоте. Учтите межэлектрод-
ные ёмкости и индуктивности вводов электродов. Поясните сходство и различие полученной схемы по
сравнению со схемой рис.21.1. Являются ли схемы идентичными?

2. Получите, используя (21.2) и (21.7), выражения для нижней и верхней частот связи при одинаковых
значениях частот контуров, входящих в (21.2) и (21.7).

3. Дайте классификацию схем двухконтурных АГ. Запишите для каждой схемы соотношение между часто-
той автоколебаний и собственными частотами контуров системы. Поясните.

4. Поясните суть явления затягивания частоты в двухконтурном АГ. В каких АГ возможно явление затяги-
вания частоты? Как можно предотвратить затягивание частоты автоколебаний?

5. Получите аналогичное (21.7) выражение для частот связи, введя в рассмотрение парциальные частоты,
соответствующие выделяемым параллельным контурам при отрыве одной из индуктивностей. Сравните
полученное выражение с (21.7).

6. Как можно регулировать коэффициент обратной связи и частоту автоколебаний в двухконтурном АГ с
ОК? Поясните.

7. Поясните возможности регулировки коэффициента обратной связи и частоты автоколебаний в АГ с ОС.

8. Поясните возможности регулировки коэффициента обратной связи и частоты автоколебаний в АГ с ОА.

9. Поясните влияние на параметры АГ полезной нагрузки при связи её с одним из контуров в каждой из
схем рис.21.3.

10. Получите выражение для частот связи в двухконтурной системе с внешеиндуктивной связью. Сравните с
приведенным в лекции выражением (21.7). Сделайте выводы.

1 К подобной схеме мы приходим, например, на СВЧ. Если у лампы все электроды соединить между собою накоротко по высокой частоте и учесть межэлектродные ёмкости и индуктивности вводов электродов, получаем схему трёхконтурного АГ.

2 Существует ещё одна частота, находящаяся между упомянутыми частотами, в окрестности которой свойства системы ближе к свойствам последовательного колебательного контура.

3 В отдельных работах определяемый ниже коэффициент связи контуров носит название переходного, тогда как в других работах под переходным понимают коэффициент связи контуров, величина которого

4 Можно рассматривать результирующее параллельное сопротивление со стороны, например, первого контура.

5 Очевидно, если рабочие колебания АГ будут установлены вблизи точки перескока частоты, то такой режим может оказаться недопустимо неустойчивым по частоте, так как верхняя и нижняя частоты связи существенно отличаются друг от друга. При «случайном» изменении частоты ω₂ в определённую сторону произойдёт перескок частоты автоколебаний с верхней частоты связи на нижнюю или наоборот. Для устранения явления затягивания частоты в схеме двухконтурного АГ когда второй контур образован внешней нагрузкой надо уменьшать коэффициент связи контуров до величины меньше критического значения. В рассматриваемой схеме АГ с трансформаторной обратной связью явление затягивания частоты можно устранить, включив контур нагрузки между катушкой анодного контура и катушкой обратной связи в сеточной цепи L_С. В этом случае используется то обстоятельство, что на одной из частот связи токи в контурах находятся в фазе, а на другой – в противофазе. Следовательно, коэффициент обратной связи при определённом подключении сеточной катушки будет положительным только на одной частоте: либо на верхней, либо на нижней.

6 Не совсем строго. В общем случае надо учитывать влияние на резонансную частоту параллельного колебательного контура вносимого активного сопротивления, которое также изменяется при перестройке. Если в ГВВ влияние активных сопротивлений в ветвях контура на резонансную частоту обычно не учитывается (см. лекцию 10), то в АГ, особенно в высокостабильных, это следует учитывать. Однако для рассматриваемого вопроса это неактуально и с влиянием потерь на частоту автоколебаний можно не считаться.

7 Можно ввести в рассмотрение парциальные частоты контуров , выделяемых из системы при поочерёдном отрыве одной из индуктивностей. Из равенств нулю (21.4), (21.8) получаем при этом выражение, отличающееся от (21.7) отсутствием в знаменателе сомножителя . Вместо частот в выражении будут частоты . Имеет место связь:

8 Ток через катушку контура больше, так как частота автоколебаний близка к собственной частоте контура.

347

Характеристики

Список файлов лекций