Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (4-е издание, 1986) (1095423), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Следовательно, результирующая разность потенциалов база — эмиттер является разностью между вторым и первым напряжениями. Коэффициент обратной связи К,'„ понимаемый как отношение результирующего напряжения база — эмиттер к напряжению коллектор — эмиттер, зависит от )7,. При увеличении амплитуды колебания и соответственно тока через терморезистор его сопротивление Я, увеличивается и К' уменьшается. При уменьшении амплитуды колебания, наоборот, )7, уменьшается и К;, возрастает. Таким образом, ограничение обусловлено не уменьшением средней крутизны 5,р и коэффициента усиления К„при увеличении амплитуды колебания, а уменьшением К;,. Стационарный режим устанавливается, когда наступает равенство К,', =- 1/Кт Получается автоматическое регулирование амплитуды колебания на определенном уровне, зависящем в основном от нелинейности характеристики термосопротивления.
Так как при изменении тока Я, из-за тепловой инерции изменяется относительно медленно, то в пределах одного периода генерируемых колебаний )т, практически постоянно. Это означает, что изменение )с, не вносит нелинейных искажений и не нарушает синусоидальной формы колебаний. Аналогично действие й, в схеме, показанной на рис. 9.37. А'С-генератор является маломощным. Для получения значительной мощности ГгС-генератор обычно дополняют одной или двумя ступенями усиления, 9.! 2. ДЕЙСТВИЕ ГАРМОНИЧЕСКОЙ ЭДС НА ЦЕПИ С ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОВРАТНОИ СВЯЗЬЮ, РЕГЕНЕРАЦИЯ 1 = (Е 4- !)о„)/(и+ г (го/. — 1/гоС)1, (9.бО) где !)„— комплексная амплитуда напряжения обратной связи, вводимого в контур.
Так как цепь предполагается линейной (при малых амплитудах), то это напряжение совпадает по частоте с ЭДС Е и может отличаться от по. следней лишь фазой. Очевидно, что ~Ос ( М)и а амплитуда переменной составляющей коллекторного тока 1„, если пренеб- речь реакцией выходной цепи, 1„= Я3с = 51//е>С, где Бс — амплитуда напряжения на конденсаторе контура. Таким образом, можно написать — /и Осе = погИ5! /иоС = МЯ/С. Подставляя это выражение в уравнение (9.бО) и решая его относительно 1, получаем (9.61) г — гг!3/С+ ! (го/.— ! /гоС) Как и следовало ожидать (см. 9 9.2), влияние положительной обратной связи сво- Рис.
9.39. Регеиеративныя усилитель В радиотехнике под регенерацией подразумевается компенсация потерь в колебательной цепи с помощью положительной обратной связи. Явление регенерации можно использовать для усиления колебаний. Схема регенеративного усилителя, изображенная на рис. 9,39, не отличается от схемы автогенератора. Однако в регенератнвном усилителе обратная связь не доводится до значения, соответствующего порогу генерации. Г1ри этом получается лишь частичная компенсация потерь в контуре и действие обратной связи сводится только к повышению добротности регенерированного контура.
В схеме на рис. 9.39 усиливаемое колебание с амплитудой Е и частотой го вводится в колебательный контур /., С, г, а обратная связь осуществляется с помощью катушки /„, обтекаемой переменной составляющей коллекторного тока /„и индуктивно связанной с катушкой контура Е. Нетрудно выявить влияние параметров транзистора и обратной связи на эквивалентные параметры колебательного контура. Рассмотрим сначала более простой случай малых амплитуд, когда используется небольшой участок характеристики транзистора и средняя крутизна о,рможет быть приравнена крутизне 5.
При гармонической ЭДС на входе с комплексной амплитудой Е и частотой со амплитуду тока в контуре (в стационарном режиме) можноопределить с помощью следующего выражения: дится к уменьшению сопротивления потерь в контуре на величину отри- цательного сопротивления (9. 62) Таким образом, эквивалентное активное сопротивление регенерироваиного контура гак " готр а д обротность руг га„(г — М5СС) М5ГС ! —— г Отношение () Д вЂ” 1 /(1 М5сС ) 1 / (1 готр ) где !',1о = р!г — добротность иерегенерированного контура, можно рассматривать как усиление схемы на резонансной частоте со = сор, когда соЕ— — !с'соС = О. Увеличением М можно добиться существенного увеличения (),„и, следовательно, повышения усиления. Следует, однако, иметь в виду, что увеличениеЯа„при заданной и неизменной резонансной частоте контура сор приводит к сужению полосы пропускання контура.
Кроме того, возникает проблема устойчивости цепи. При г'отр М5 = — — в- 1 Сг цепь теряет устойчивость, а при МЯсСг- 1 возникают автоколебання, т. е. усилитель превращается в генератор. Иначе обстоит дело при больших амплитудах напряжения на входе усилителя. Увеличение амплитуды на зажимах база — эмиттер приводит к уменьшению средней крутизны Яср и в соответствии с (9.62) к уменьшению г„р. Зависимость Яср и г„р от амйлитуды приводит к нелинейным искажениям усиливаемого сигнала.
Подставляя Я,р вместо 5 в выражение (9.6!), получаем !— (9.6! ') г — М5ср; С+ с (ыь — 1 го)С) г вп+ г (ыь — 1 ыС) баутер Рис. 9.40. Резонансные характеристики регенерагнвного контура: ! — Прв мвтых; П вЂ” орв болыллх амплитудах: штрвтавая пивца — в отсутствие регенерации и при резонансе Апах .' Е)гв« (9. 61") где г„,.
-. г — МЯсрсС. (9.63) Из выражения (9.61') следует, что прн усилении АМ сигнала, когда Е =- Е (1), амплитуда тока 7 (1) будет изменяться по закону, отличному от закона модуляции Е (!) (из-за зависимости Е,р от амплитуды колебания). Возникает нелинейное искажение усиливаемого сигнала, сопровождающееся образованием новых частот. Нелинейный характер рассматриваемой цепи (при больших амплитудах Е) влияет также и на форму резонансной характеристики регенерироваи- ного контура. Действительно, при отклонении частоты входного сигнала ы от резонансной частоты «эр возрастает реактивное сопротивление х = — ~о(— — 1маС в (9.61'), что приводит к уменьшению амплитуды тока А Но уменьшение 7 в свою очередь приводит к уменьшеншо и г»к из-за возрастания 5«р )см.
(9.63)1, что в некоторой степени компенсирует влияние возрастания х. В результате резонансная характеристика в верхней части уплощается, и тем сильнее, чем больше амплитуда внешней ЭДС, действующей на контур. При значительных расстройках преобладающее влияние на амплитуду ока. зывает реактивное сопротивление и резонансная характеристика быстро спадает почти до нуля (рис. 9.40).
Из всего сказанного следует, что регенерацию можно эффективно использовать только для усиления слабых сигналов. С явлением регенерации часто приходится встречаться в радиотехнике. Иногда регенерация возникает в усилительных устройствах из-за наличия паразитных обратных связей, что может приводить к искажению сигналов. 9,13. ДЕЙСТВИЕ ГАРМОНИЧЕСКОЙ ЭДС НА АВТОГЕНГ»РЛТОР. ЗАХВАТЫВАНИЕ ЧАСТОТЫ Поведение автогенератора, находящегося под действием внешней силы, существенно зависит от амплитуды и частоты этой силы.
Если амплитуда возбуждения очень мала по сравнению с амплитудой автоколебания и одновременно частота ы значительно отличается от частоты ° «„ = ы„ свободного автогенератора (<ор — резонансная частота контура автогенератора), то действие внешней ЭДС сводится к эффекту модуляции, который проявляется в изменении фазы и амплитуды автоколебания по весьма сложному закону. С приближением частоты ««к ««, картина меняется. Частота генерации ы««подтягивается» к частоте ы внешней ЭДГ, и при некотором значенииЛы = ы — соя; зависящем от соотношения амплитуд, автогенератор начинает работать точно на частозе ы»: ы без каких-либо признаков модуляции.
Частота генератора оказывается «захваченной» частотой вынуждающей силы. Явление захватыванпя частоты используется в ряде радиотехнических устройств, когда требуется осуществить принудительную синхронизации~ автогенератора с помощью маломощного источника колебаний. В некоторых случаях, например при наличии паразитных связей между двумя автогенераторами, захватывание возникает произвольно п препятствует независимой их работе иа близких частотах. Рассмотрим механизм явления захватывания частоты в простейшем одноконтурном автогенераторе с трансформаторной обратной связью при последовательном включении внешнего источника ЭДС в цепь база — эмиттер (рис.
9.41). Следует подчеркнуть, что такая схема выбрана только для определенности рассуждений. С точки зрения установления общих соотноше.ний вид схемы автогенератора и способ введения вынуждающей ЭДС принципиального значения не пмекгг. Частоту генерации (в отсутствие внешней ЭДС) приравняем резонансной частоте контура <ор — — 1()/ГС. Рассмотрим сначала баланс фаз в автогенераторе, находящемся под действием внешней ЭДС е (() =- Е соз (««(+ 0„), в предположении, что имеет место стационарный режим захватывания, т. е. генерируемая частота а>„ равна частоте ы, отличной от резонансной частоты контура «эр.
При этом амплитуду Е будем считать настолько малой, что все основные параметры авто- колебания — амплитуда первой гармоники коллекторного тока 7м амплитуда напряжения на контуре У„и амплитуда напряжения обратной связи (/„„— останутся такими -же, как и н отсутствие внешнего воздействия.
301 О, Ук "аз У, ос б> а> Рис. УЛ2. Векторны~ анаграммы наири жений и тока н ивтогенераторе: > О . ьнеынгг здсястьнч> о> ь р жич ых атынчнн» част ты Рис. 9Л>. Лвпненервтор с синхроннзи. рую>цим источником ЭЛ(; н цепи база— змиттер Иными словами, влияние внешнего воздейс гния проявляется только в изменении фазовых соотношений в автогенераторе. До включения источника внешней ЭДС эти соотношения характеризуются векторной диаграммой,. показанной на рис. 9.42, и. Ток 1, — в фазе с напряжением (>оа Ц„„а напряжение Ц, в фазе с током 1, (напряжение на контуре отсчитывается от эмиттера к коллектору).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
