Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 75
Текст из файла (страница 75)
В отличие от схемы АГ с автотрансформаторной обратной связьюучёт межэлектродных ёмкостей в АГ с ёмкостной обратной связью не изменяет структуруколебательной системы, которая остаётся эквивалентной одиночному параллельному колебательному контуру.Если сопротивление сеточного автосмещения RС существенно больше эквивалентного сопротивления колебательного контура относительно точек сетка-катод с учётом активного входного сопротивления этого участка схемы АГ, то блокировочная индуктивность LБЛ и ёмкость СС из схемы могут быть исключены, что и отражено в схемахрис.19.12 и рис.19.13.Во всех рассмотренных выше схемах одноконтурных ламповых АГ при пренебрежении потерями в элементах контура, что практически всегда допустимо, и пренебрежении8Подобная схема широко известна в литературе как схема Клаппа.314сеточным током, что также в подавляющем большинстве случаев допустимо в силу, какправило, малой мощности АГ и поэтому работе лампы с малыми сеточными токами, коэффициент обратной связи (19.17) – (19.20) оказывается практически вещественной величиной, так что можно с большой точностью считать фазовый угол k D ≈ 0.Так как, если не учитывать пролётные явления, также можно считать фазовый угол S ≈ 0, то баланс фаз (19.14) выполняется при oe ≈ 0, то есть частота автоколебаний незначительно будет отличаться от резонансной частоты контура.Рассмотренные выше схемы ламповых АГ имеют заземлённый катод (здесь, впервую очередь, мы имеем ввиду заземление по высокой частоте, хотя в представленныхсхемах катод заземлён и по постоянному току).
На практике находят применение такжесхемы АГ с заземлённым по высокой частоте анодом и с заземлённой по высокой частотесеткой. При этом по постоянному току эти электроды (анод или сетка соответственно) необязательно должны быть заземлены.Очевидно, принцип работы АГ и основные соотношения, описывающие процессы внём, не меняются от того, какой электрод лампы заземлён. От этого зависит только, ёмкости каких электродов на землю (экран, корпус) оказываются подключенными параллельнотем или иным участкам контура. Например, при заземлённом катоде параллельно участкуконтура анод-катод подключается ёмкость анода на землю (экран, корпус). В случае заземлённого анода параллельно тому же участку контура подключается ёмкость цепи катода на землю (экран, корпус).
Целесообразно применять ту схему, у которой паразитныеёмкости электродов на землю (экран, корпус) меньше, что облегчает конструирование АГс требуемыми параметрами и увеличивает стабильность частоты его автоколебаний.Помимо сказанного выше, при определении электрода для заземления следует ещёстремиться к тому, чтобы можно было соединить с землёю (экраном, корпусом) роторконденсатора переменной ёмкости и один из концов катушки индуктивности контура. Призаземлении элементов контура облегчается их монтаж, а также получаются меньше паразитные ёмкости монтажа. Кроме того, при выборе электрода для заземления необходимоучитывать удобство охлаждения АЭ – генераторного прибора, что особенно важно в случае мощных ламповых АГ.На рис.19.14 представлены возможные схемы АГ с заземлённым анодом соответственно с автотрансформаторной (рис.19.14,а) и с ёмкостной (рис.19.14,б) обратной связью.
По постоянному току у схем заземлён катод.9+ЕАСБЛ+ЕАСБЛ СРСРССKLБЛLКСAKRCCCLСLБЛCKLБЛRКLАСКаRCССбРис.19.149Строго говоря, по постоянному току катод заземлён только в схеме (рис.19.14,а). В схеме (рис.19.14,б) катод изолирован от земли цепью катодного автосмещения и имеет относительно земли соответствующийпотенциал. Если цепь RK, CK убрать, то катод по постоянному току будет заземлён.315В схемах (рис.19.14) заземлён один конец катушки индуктивности контура, а в схеме(рис.19.14,а) также заземлён ротор конденсатора переменной ёмкости.В схеме (рис.19.14,б) применено комбинированное автосмещение: за счёт катодноготока (цепь RK , CK) и сеточного тока (цепь RС , CС).Любая из рассмотренных выше схем ламповых АГ (рис.19.5)–(рис.19.8), (рис.19.10) –(рис.19.14) может быть реализована на многосеточной лампе: тетроде или пентоде. Схемунеобходимо только дополнить цепью питания второй сетки, как это делается в ГВВ.Помимо однотактных схем АГ могутСКбытьпостроены двухтактные схемы, котоСБЛLБЛрые удобны при работе на симметричнуюLК+ЕАнагрузку, например, двухпроводный фидер.На рис.19.15 представлена схема двухтактного АГ с автотрансформаторной обратнойсвязью.СРRССРRСРис.19.15Одноконтурные транзисторные автогенераторыТранзисторные АГ обладают рядом особенностей, обусловленных физической природой процессов в транзисторе.
Главная из этих особенностей – инерционные процессы,причина которых – конечное время прохождения неосновных носителей через базу транзистора. Если в подавляющем большинстве случаев процессы в ламповых АГ можно анализировать с помощью статических ВАХ, то применительно к транзисторным АГ делообстоит иначе. Здесь диапазон частот, где справедлив анализ с помощью статическихВАХ, составляет всего несколько процентов от диапазона рабочих частот транзистора.Эти частоты условно называют низкими. На более высоких частотах проявляются инерционные свойства транзистора и анализировать процессы в нём приходится с помощьюэквивалентных схем, учитывающих эти свойства. Главное следствие инерционныхсвойств состоит в том, что модуль крутизны коллекторного тока, входное и выходное сопротивления уменьшаются с ростом частоты по сравнению со значениями, рассчитанными по статическим ВАХ, а фаза крутизны коллекторного тока растёт, достигая –90° и более (до –120°…–140°).
Например, если не учитывать влияние проходной ёмкости (ёмкостиперехода коллектор-база), то при включении транзистора по схеме с общим эмиттеромкрутизна коллекторного тока определяется соотношением*S0S,(19.21)1 j f fSгде S0 – статическая крутизна коллекторного тока (определяется по статическим ВАХ);10fS – круговая частота, при которой модуль статической крутизны коллекторного тока Sуменьшается в 2 раз по сравнению с S0.
С определённой точностью можно считатьfS ≈ fβ, где fβ – частота, на которой модуль коэффициента передачи по току транзисторапри включении с общим эмиттером β уменьшается в 2 раз по сравнению со статическимкоэффициентом β0.11При f >> fS*f0S jS 0 S Se j 90 .f1011Ранее обозначалась символом S. Согласно приведенному соотношению при f → 0 S → S0.К этому параметру мы обращались в лекции 14. В общем случае fS несколько превышает fβ.316Согласно (19.21) при f ≈ 0,017fS фаза крутизны коллекторного тока S ≈ –1°.Таким образом, если в ламповом АГ можно практически не считаться с фазой средней крутизны анодного тока, то в транзисторном АГ с повышением частоты необходимоучитывать фазу средней крутизны коллекторного тока.Следует отметить и такую важную особенность транзисторных АГ: для возникновения автоколебаний рабочая точка транзистора должна находиться в начальный момент вактивной области семейства статических ВАХ, а именно в начале прямолинейного участка статической характеристики iK = f(eБ), для чего на базу транзистора необходимо податьпостоянное напряжение смещения ЕБ0, открывающее эмиттерный переход (рис.19.16).
Помере установления колебаний рабочая точка (РТ) перемещается вобласть установившегося режима работы АГ.Напомним, что в случае ламповых АГ начальное автосмещениеiKравно нулю при использовании сеточного автосмещения или небольшому отрицательному напряжению при использовании комбинированного автосмещения за счёт сеточного и катодного токов, которое несколько закрывает лампу, обеспечивая её безопасность наначальном этапе самовозбуждения АГ (см.рис.19.4)./Е Б ЕНа низких частотах, когда для анализа транзисторного АГБ0можно использовать статические ВАХ, соотношения для самовоз0еБбуждения и установившегося режима транзисторного АГ мало чемtбудут отличаться от соответствующих соотношений лампового АГ.0РТПри этом коэффициент обратной связи в транзисторном АГ опредеРис.19.16ляется как отношение комплексных амплитуд напряжений, действу**ющих между базой и эмиттером U МБ и коллектором и эмиттером U MK :**kU МБ*.U MKНа высоких частотах, когда необходимо учитывать инерционные свойства транзистора, принимая подходящую схему замещения транзистора, для каждой конкретной схемы АГ можно получить соотношения для установившегося режима и условие самовозбуждения, исходя из общих выражений (19.1) – (19.5), (19.7), полученных на основанииединой эквивалентной схемы АГ.Транзисторные АГ могут быть построены по тем же схемам, что и ламповые, то естьс трансформаторной, автотрансформаторной и ёмкостной обратной связью.
На «низких»частотах коэффициент обратной связи транзисторного АГ определяется аналогичнымисоотношениями как в ламповых АГ. При этом остаются в силе все те особенности схем,что были отмечены выше при обсуждении ламповых АГ. В любой схеме транзисторногоАГ коэффициентСРвключения конLKтура p < 1.СРКак и ламМповыеАГ, транСKLБ LKLБЛзисторныеАГRЭRЭCЭCЭмогут быть поСБЛСБЛСБЛстроены с заземлением по высоСБЛкой частоте люR1R1R2R2богоэлектродатранзистора.Вы+ЕК+ЕКборэлектродаабдлязаземленияРис.19.17317определяется теми же соображениями, что и в ламповых схемах.Возможные варианты схем транзисторных АГ показаны на рис.19.17 при включениитранзистора с общим эмиттером.
Соответственно, схема (рис.19.17,а) – схема с трансформаторной обратной связью, схема (рис.19.17,б) – схема с автотрансформаторной обратнойсвязью, схема (рис.19.17,в) – схема с ёмкостной обратной связью.Во всех схемах по высокой частоLБЛСРтезаземлёнэмиттер. Напряжение сме+ЕАСКщения, задающее начальную рабочуюСБЛСточку (момент t0), подаётся от источниРR1ка коллекторного напряжения черезLКделитель из сопротивлений R1, R2. АвRЭтоматическоесмещение в процессе раСБЛ LБЛR2СЭботы АГ создаётся за счёт цепи эмиттерного смещения RЭ, СЭ и базовогосмещения за счёт протекания постоянвной составляющей базового тока IБ0через параллельное соединение сопроРис.19.17 (окончание)тивлений R1, R2.Впредставленныхсхемах(рис.19.17) показано использование транзисторов n-p-n типа. Аналогично выполняютсясхемы на транзисторах p-n-p типа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
