Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (4-е издание, 1986) (1095423), страница 69

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

Текст из файла (страница 69)

Исходная фаза тока 1, выбрана произвольно, так как в авгогенернторе фаза автоколебания зависит от начальных условий запуска. После включения внешней ЭДС е (() == Е соз >г' (начальная фаза Он приравнена нулю) и установления стационарного режима диаграмма примет вид, показанный на рис. 9.42, б. При построении этой диаграммы учтены следующие условия: а) между током 1, и напряжением (>н имеется фазовый сдвиг г(„зависящий от расстройки контура по отношению к генерируемой частоте о>. Принимая для определенности, что ы( гор, приходим к выводу, что векп>р Ц, должен опережать вектор 1, на угол 2(ы .

ыр ('> г(,= агс!д ~ (9,64! (9.65> ьй п >(т - Е з> и ф„, (/пю где с(ь фазовый сдвиг между Е и О>,. ' Эту диаграмму удобно строим володя из произвольна выбранного полол енин вектора 1,, после чего вся диаграмма должна быть повернута на угол. при котором по. ложение вектора Е соответстнует заданной начальной фазе О„внегпней ЗЛС. з02 где (> — добротность контура; б) ток 1, находится в фазе с результирующим напряжением (>о,: в) напряжение обратной связи Усы связанное с напряжением контура ()„соотношением (>,о = М(>ь,Е, не зависит от частоты.

Поэтому направления векторов ()„с й ()н совпадают, Из диаграммы видно, что нарушение фазового баланса автогенератора в коллекторной цепи на угол (р, (в сторону опережения) из-за расстройки колебательного контура (при о> ~ о>р) компенсируется тем, что в цепи база— эмнттер резУльтирующее напряжение ()он сдвинуто на угол гр, в сторону отставания относительно (>„,.

Когда о> ) сор, фазовый сдви~ в коллекторной цепи является заиазды вающим, а в цепи база — эмиттер — опережающим. Из условий б) и в), а также непосредственно из диаграммы ' на рис. 9.42, б вытекает следующее равенство: Итак, если режим захва~ываиия действительно существует, то одновременно выполняются равенства (9.64) и (9.65). Используя оговоренное условие малости Е по сравнению с (у,о, мож.

но считать (унх — (у„е, уйпс(, — с(, - (Е7(у к) з(г|~рк — !Е,(уог) з(псри. Малость угла с(, позволяет также и в выражении (9.64) заменить тангенс его аргументом: (д~р, г(,=2(~о -~о„)(),сон. Приравнивая правые части последних двух выражений, приходим к следукащему соотношению: (9.66) 2(оу- сор)бор=(Е/К„.)згппгрн(! ()). Из этого соотношения снедует, что при заданной разности частот гн и ыр фазовый сдвиг напряжения 1)и относительно синхронизирующего колебания 9 (ч1 — «, ! сгйнг, 1 (к =агсз(п д/Г„,.

(9.67) Соотношения (9.66) и (9.67) ил~еюч смысл прп условии, что абсолютная величина расстройки (ы — сор) не ггревышает некоторого предельного значения, при котором (з(п фк): !. Из физических соображений очевидно, что это предельное значение (со — ог,)и„х соответствует гранипам полосы захватывания. Подставляя в уравнение (9,66) гйп с(л - -у-(, находим полную относительную ширину полосы захватывания ддюн,а 9(м — сег,(н,ах )' Е )~ 1 * ~ Г ) (9.68) Итак, полоса захватывания пропорииоиальна отношению амплитуды внешней ЭДС к амплитуде колебаний свободного автогенератора и затуханию контура с(=! Я.

В тех случаях, когда внешняя ЭДС вводится непосредственно в колебательный контур автогенератора, выражению для полосы захватывания можно придать несколько иной внд. Рассмотрим в качестве примера схему генератора с контуром в цепи база — эмиттер (рис. 9.43). Схема эквивалентного контура, в которолт действие обратной связи учтено генератором ЭДС У„„ изображена на рис. 9.44. В отсутствие постороннего воздействия амплитуда Уо, связана с У„, соотношением Уо, = У„, ().

Подставляя это соотношение в формулу (9.68), получаем (9,69) 2быннм очи Е (уо»' Рис. 9.44. Схема ааменгеиин контура к рис. 9.43 Рнс. 9.43 Вкагочение синхроиизирукннего источника ЭЛС н колеоатеаьнмв контур антогенератора зпз Аналогично можно показать, что при введении вынуждающей ЭДС в коллекторный колебательный контур получится соотношение Рнс. 9.45. Зависимости (ы,— ы) (о) и генерирче мой частоты оь (б) от частоты синхронизирую нгего источннна 9.14. УГЛОВА1! ААОДУЛЯ![ИЯ В АВТОГЕНЕРАТОРЕ В автогенераторах, работающих на частотах не выше нескольких десятков мегагерц, широко используются методы угловой модуляции, основанные на прямом изменении резонансной частоты колебательной пепи генератора изменением емкости или индуктивности контура.

Так как резонансная частота колебательного контура непосредственно определяет частоту генерации, то под угловой модуляиией н автогенераторе будем подразумевать чш ° лтонтн)ую. Существует ряд способов управления резонансной частотой колебательной цепи: электронные, электромагнитные и др. Выбор того или иного способа зависит от основных параметров модуляиии; относительного изменения частоты Ьонгна и скорости изменения частоты. Последний параметр характеризуется спектром модулирующего сигнала. Г!ри медленной модуляции (низкие частоты) широко применяются такие способы, как изменение индуктивности катушки изменением тока, подмагничивающего сердечник катушки, и др. Если спектр сообщения содержит относительно высокие частоты, то приходится прибегать к безынерционным способам управления емкостью или индуктивностью контура.

Широко распространенным способом электронного управления резонансной частотой колебательного контура является подключение к контуру варикапа — полупроводникового диода (р — п-переход), емкость которого зависит от напряжения, приложенного в направлении запирания перехода. Упрощенная схема автогенератора с варикапом изображена на рис. 9.46, а. Разделительный конденсатор С„преграждает путь в контур постоянному то- 304 2йио,„дор — Е1 (/н, (9.70) азр аз Ф где ()в — амплитуда напряжения на контуре свободного автогенератора, Нетрудно заметить, что отсутствие в формулах (9.69) и (9,70) величины )~ объясняется тем, что внешнее воздействие опенивается ЭДС, вводимой последовательно в контур, а режим свободного автогенератора — напряжевием, действующим на реактивном элементе контура.

Если же оба напряжения определять одинаково: лабо на реактивном элементе, либо как ЭДС, вводимую в контур последовательно. то независимо от схемы полосы захватывания будут определяться выражением вида (9.68). Связь между генерируемой частотой со„и частоюй о> вынуждающей ЭДС иллюстрируется рис. 9.45. Штриховая линия на рпс. 9.45, а соответствует свободному генератору, когда о>,, =. <ор — — сопз1. При введении в генератор источника внешней ЭДС частота го„ сподтягивается» к частоте со и сплошная линия )со„ вЂ” со) отрывается от штриховой )ы — со). Отрезок оси абсцисс.

на котором )оз„ вЂ” го) = 0 и, следовательно, частота генератора совпадает с частотой <о, и есть полоса захвата. График зависимости генерируемой частоты юг от частоты оз вынуждающей ЭДС представлен (в ином масштабе частот) на рис 9.45, б ку от источника ЭДС Е,, используемого для установления рабочей точки на вольт-фарадной характеристике варикапа, Конденсатор С„необходим также для устранения короткого замыкания источника модулирующего сигнала еп (!) на относительно небольшую индуктивность ~.н контура. Блокировочный дроссель 7.пр преграждает путь высокочастотному току от автогенератора в источник ЭДС еп (!).

На схеме замещения колебательной цепи автогенератора (рис. 9.46,б) С, обозначает среднюю емкость варикапа (в отсутствие модулирующего напряжения еп (!)), а ЛС (() — вариацию емкости, пропорциональную напряжению еп ()). Сопрогивление перехода обозначено Я, а объемное сопротивление толщи полупроводника г. При заданных значениях средней частоты со, и частотного отклонения Лсо требуемое изменение емкости ЛС нетрудно нанти с помощью очевидных соотношений щ, =1))Г7.нсим <о,+Лщ .

! ! аргер (с„р+ лс) Т/лн с„„Рг! ч лс,'с„р н>а рг! -. лс, сн. ' где С„, =. С>. + Ср — средняя емкость контура. Разделив последнее выражение на со„, получим 1 + Л>н)ц>р .—. 1, ) ! -,'- ЛС,'С„,>. откуда ЛС 2лсо а>р+(ла>'>ор)а (9.71) с„ лм, „уг В общем случае требуемое относительное изменение емкости связано с заданным относительным изменением частоты нелинейной зависимостью (9.71).

Однако необходимость использования этого соотношения возникает лишь при очень глубокой частотной модуляции. В ряде применений ЧМ относительное изменение частоты весьма невелико. Например, при передаче речи и музыки на УКВ величина Ло>'соа не превышает нескольких долей процента. В подобных случаях выражение (9.7!) можно упростить, если пренебрегать величиной Лсо,'со„ по сравнению с единицей: Л С С вЂ” 2Л о> 'о> р.

Характеристики

Список файлов книги