Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 77

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

Текст из файла (страница 77)

Условие (19.27) называется условием ёмкостной трёхточки и ему соответствует схема рис.19.23,б.х3х2х1х1ах3х3х3х2х2х1Рис.19.23х2х1бСледует отметить, что АГ по схеме ёмкостной трёхточки принципиально позволяютполучить большую стабильность частоты автоколебаний благодаря лучшей фильтрациигармонических составляющих тока АЭ (параллельно АЭ присоединяется ёмкостный элемент, обеспечивающий сопротивление х2), а также благодаря возможности реализации колебательной системы АГ с большей стабильностью параметров элементов.

Лучшая фильтрация гармонических составляющих выходного тока генераторного прибора (напряжения на электродах более приближаются к чисто гармоническим) уменьшает их влияние нафазу средней крутизны и, следовательно, на частоту автоколебаний. В схеме два конденсатора и одна индуктивность, а конденсаторы по своим параметрам более стабильны и более добротны, нежели индуктивности. В схеме индуктивной трёхточки две индуктивностии один конденсатор. Индуктивности по своим параметрам менее стабильны и менее добротны, чем конденсаторы. В схеме хуже фильтрация гармоник, так как обе ветви на высших гармониках имеют индуктивное сопротивление, возрастающее с повышением номерагармоники.Сопоставляя рассмотренные в лекции схемы одноконтурных АГ, нетрудно заметить,что индуктивной трёхточке соответствуют схемы АГ с автотрансформаторной обратнойсвязью, а ёмкостной трёхточке соответствуют схемы АГ с ёмкостной обратной связью.Схемы с трансформаторной обратной связью соответствуют индуктивной трёхточке, вчём нетрудно убедиться, заменив трансформатор соответствующей схемой замещения ивыполнив соответствующие преобразования сопротивлений.***Сопротивления Z 1П , Z 2 П , Z 3 П (рис.19.22,б) образуют колебательную систему - контур АГ, эквивалентное сопротивление которого является нагрузкой АЭ.

Определяется этосопротивление соотношением322**Z oe **(Z 1П  Z 3 П ) Z 2 П***( jx1  jx3 ) jx2.j x   rZ 1П  Z 2 П  Z 3 ПТак как на частоте автоколебаний  x  0 , а j ( x1  x3 )   jx2 , то13*Z oe x222 p2,rrx2|x | 2 - коэффициент включения контура автогенератора; ρ - характериx1  x2 | x3 |стическое сопротивление контура: ρ = | x1 + x2 | = | x3 |.В трёхточечной схеме АГ (рис.19.23) всегда имеет место неполное включение контура, что отмечалось при рассмотрении схем с автотрансформаторной и с ёмкостной обратной связью.где p Вопросы для самоконтроля знаний по теме лекции 19:1.

Поясните назначение АГ в радиоаппаратуре. Какие требования предъявляются к АГ и почему. Поясните.2. Почему схема (рис.19.1,б) не может рассматриваться в качестве практической схемы АГ? Поясните. Какая из приведенных в лекции схем родственна ей?3. Выпишите все выражения, определяющие баланс амплитуд в АГ, которые приводятся в лекции. Сравнитеих. Дайте определения фазовых углов в (19.14).4. Что будет характерным для установившегося режима АГ, если принять фактор генерации G > 3 и G < 2?Поясните.5.

Сравните схемы рис.19.1,а и рис.19.5. Опишите их сходство и различие. Поясните.6. В схеме АГ с трансформаторной обратной связью (рис.19.5) одна катушка намотана поверх другой в таком же направлении. Как следует присоединять концы катушек к электродам АЭ? На что это влияет? Аесли катушки намотать в разных направлениях? Что от этого изменится? Какие способы реализации высокочастотных трансформаторов известны вам? Опишите их.7.

Представьте схему АГ с автотрансформаторной обратной связью с параллельным питанием анода.Поясните назначение элементов в схеме.8. Запишите выражение для определения смещения в установившемся режиме, например, для схемы АГрис.19.19. Поясните его.9. В чём, по вашему мнению, сходство и в чём отличие транзисторных АГ по сравнению с ламповыми АГ?.10.

Почему считается, что в схеме ёмкостной трёхточки может быть обеспечена большая стабильность частоты автоколебаний, чем в схеме индуктивной трёхточки?11. Считаете ли Вы приведенное в конце лекции выражение для эквивалентного сопротивления нагрузки*трёхточечной схемыZ oe x222 p2всегда справедливым? Поясните. Как могут быть реализоrrваны сопротивления х1, х2, х3?12. Представьте возможные варианты схемы одноконтурного АГ с ёмкостной обратной связью при заземлении по высокой частоте сетки. Возможна ли при этом реализация последовательного питания анода? Если возможна, то опишите особенности схемы.13Сравните получаемое ниже выражение с приведенными в лекции 10 выражениями (10.6), (10.7), (10.11).323Лекция 20Необходимость компенсации фазы средней крутизны коллекторного тока в транзисторных АГ.

Транзисторные АГ с компенсацией фазы средней крутизны коллекторного тока. Транзисторный АГ с параллельным колебательным контуром междуколлектором и базой.В транзисторных АГ, как отмечалось в предыдущей лекции, на высоких частотахнельзя не считаться с фазой средней крутизны коллекторного тока. Причины этому следующие.В установившемся режиме любого АГ выполняется условие баланса фаз, которое вобщем имеет одинаковый вид для лампового и транзисторного АГ (19.14) и которое, еслипренебречь проницаемостью в транзисторе (параметр D = 0), применительно к транзисторному АГ можно записать в виде: S   oe   k  0,(20.1)где  S – фаза средней крутизны коллекторного тока;  oe – фаза нагрузки в коллекторнойцепи транзистора (фаза эквивалентного сопротивления электрической цепи, подключаемой между коллектором и эмиттером транзистора);  k – фаза коэффициента обратной связи АГ.При реализации транзисторного АГ по любой из рассмотренных схем коэффициентобратной связи АГ оказывается практически вещественной величиной.

Следовательно фаза его  k = 0. Условие баланса фаз (20.1) в этом случае принимает вид: S   oe  0.(20.2)Так как на частоте, даже значительно ниже предельной рабочей частоты транзистора,1 фаза средней крутизны коллекторного тока становится уже заметной, то, согласноусловию (20.2), на частоте автоколебаний будет иметь место oe   S ,то есть контур оказывается расстроенным относительно частоты автоколебаний.Работать на расстроенный контур энергетически невыгодно.2 Колебательная мощность, отдаваемая транзистором, резко уменьшается:1P~  I K 1U MK cos  oe .2Так как  S приближается с повышением частоты до –90° и может даже превысить эту величину, то по мере приближения  oe к +90° колебательная мощность падает до нуля, аесли  S превысит –90°, то баланс фаз (20.2) в принципе не может быть выполнен, так какпредельное значение  oe для одиночного параллельного колебательного контура равно+90°.

Очевидно, амплитуда автоколебаний при больших значениях  S не может быть стабильной. Кроме резкого ухудшения энергетических показателей АГ с возрастанием  Sсильно ухудшается стабильность частоты автоколебаний, так как она становится существенно зависящей и от контура, и от крутизны коллекторного тока, которая не являетсястабильным параметром и существенно зависит от режима. Всё это резко снижает диапазон рабочих частот транзистора в схемах АГ.Чтобы избавиться от указанного недостатка, в транзисторных АГ применяют компенсацию фазы средней крутизны коллекторного тока фазой коэффициента обратной связи, то есть добиваются, чтобы выполнялось условие S   k  0.(20.3)Тогда для выполнения условия баланса фаз (20.1) потребуется  oe = 0.12Считается, что фазу средней крутизны коллекторного тока следует учитывать на частоте ω > 0,3 ωS.См.

лекцию 8.324Компенсацию фазы средней крутизны коллекторного тока можно осуществить в АГна основе ёмкостной или индуктивной трёхточки. Ёмкостная трёхточка для такой целипредставляется более удобной.Чтобы выполнить условие (20.3), в трёхточечной схеме АГ базу транзистора присоединяют к контуру через фазокомпенсирующую реактивность хФ. Пока  S < –π/2, то есть S < –90°, в качестве такой реактивности должна быть ёмкость.Обобщённая схема транзисторного АГ с фазокомпенсирующей реактивностью показана на рис.20.1.IK1IK1IK1хФх3*UМБх1х2*UMK*ZВХхФх3*UМБх1х2 U*MKIK1Рис.20.2Рис.20.1Для анализа схемы АГ (рис.20.1) воспользуемся электрической цепью рис.20.2, со*стоящей из линейных элементов х1, х2, х3, хФ и входного сопротивления транзистора Z ВХ .Если обозначить для первой гармоники коллекторного тока IК1 сопротивление всей цепи*(рис.20.2) как Z , то комплексная амплитуда выходного напряжения**U MK  I K 1 Z .Для входного напряжения получаем***I K 1 Z x1 Z ВХU МБ  **.x1 ( Z ВХ  jxФ )  x3[ Z ВХ  j ( x1  xФ )]Соответственно коэффициент обратной связи**kU МБ*U MK*x1 Z ВХ**.(20.4)x1 ( Z ВХ  jxФ )  x3[ Z ВХ  j ( x1  xФ )]*Если принять хФ = 0, а Z ВХ = ∞ , то (20.4) переходит в известное нам из предыдущей лекции выражение (19.24)*x1k k .(20.5)x1  x3Представляя входное сопротивление транзистора как параллельное соединение активного сопротивления RВХ и ёмкостного сопротивления входной ёмкости СВХ, получаем,соответственно:*RВХZ ВХ ;1  jC ВХ RВХ*x1RВХk ;(20.6)RВХ ( x1  x3 )  C ВХ RВХ ( x1 xФ  x3 xФ  x1 x3 )  j ( x1 xФ  x3 xФ  x1 x3 )xФ ( x1  x3 )  x1 x3tg k  .(20.7)RВХ {x1  x3  C ВХ [ xФ ( x1  x3 )  x1 x3 ]}Если принять xФ  1 / СФ , то325x1  x3  CФ x1 x3.(20.8)RВХ [CФ ( x1  x3  C ВХ x1 x3 )  C ВХ ( x1  x3 )]Очевидно, чем больше сопротивление фазокомпенсирующей реактивности, темменьше величина коэффициента обратной связи и тем сильнее влияние этой реактивностина фазу коэффициента обратной связи.

Характеристики

Список файлов книги