Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Управляющее сопротивление У показывает, какое напряжение обратной связи 112 вызывает ток эквивалентного генератора в ИАЧ 1, = 81022 (1вх = 2211 и равно произведению коэффициента обратнс2й .авизи ()вх11)вых (9.22) на сопротивление нагрузки Хп для эквнвалантно2ю генератора 11$ 22 ~~вых~11 Используя (9.7) и (9.20), получаем г (9.23) '~'ы та+те Хв+ Хв т " "2+те х (не+не) (9.21) ты тхв-ух в т~ те+ т1 те+ тв тв Х1+ Хх+ Хз По этим формулам всегда можно найти обобщенные параметры авто- генератора й, Х„, Х для конкретной схемы. Основное уравнейие автогенератора (9.19) иногда .записываетвя в форме (1 — 8,И„)и, = О.
(9.25) Уравненпе относительно 1)„ аналогично. Тривиальные корни этих уравнений 11„= О, (),~, = 0 соответствуют состоянию покоя включенного АГ, которое может быть устойчивым — колебаний нет и не. устойчивым — колебания возбуждаются. Устойчивость зависит от того, выполняются или не выполняются условия самововбуждения, что, в свою очередь, определяется свойствами символического оператора— множителя при (1, (или б„ых). К вопросу о переходных процесаах или 5М н где все величины уже не символические операторы, а комплексные чис.
ла. В зависимости от конкретной задачи та или другая форма оказывается предпочтительнее. Так, если активный четырехполюсник безынерционный и его средняя крутизна вещественная 5, 5„ то, представляя Х - /с„ + 1Х„, вместо одного уравнения (9.26) имеем систему 5,/тт —— - 1, (9.28) Х =О. (9.29) В уравнении (9.27) представим комплексные величины произведением модуля на фазовЫй множительч 5~=5,е'~з; й=/гем~; Х„=)Х„(е~с~ (9. 30) где ч~з — фаза средней крутизны; чч — фаза коэффициента обратной связи; ~р„— фаза нагрузки.
Комплексное, уравнение (9.27) раз. бивается на два вещественных: 511!Х ! = 1, Фз + й к + (р, = 2пл, п = О, ~ 1, л- 2, „., (9.31) (9.32) которые принято называть уравнениями баланса модулей и баланса фаз. В (9.32) целое число п для простых АГ обычно равно нулю и от- лично от нуля только в том случае, если в АЧ или в цепи обратной связи сигнал запаздывает на один или несколько периодов. Р.З. схемы авт0генеРлтОРОВ Обычно колебательные системы АГ выполняют с малыми потерями, чтобы получить высокую стабильность частоты. Следовательно, полагая Х, = г, + )Х„Х, ° г, +)Хм Х, = г, + )Х„имеем соотнощения г,/Х, (( 1, АХ, (( 1, г,/Х, (( 1.
В этом случае выражение (9,20) упрощается: Х~ Хз г~+гз+гв+1(Х~+Хг+Хв) г+1Х (9.33) гле г=г,+г,+г;, Х=Х,+Х,+ Х,. ЫВ и об устойчивости состояния покоя и других возможных состояний равновесия, удовлетворяющих уравнениям (9,19) или (9,25), вернемся позже, а сейчас рассмотрим уравнения, описывающие стационарные режимы автогенератора. Из этих уравнений следует, что корни (/„чь О, (), „, ~ 0 могут существовать только при выполнении равенства $,Е = 1 Рассмотрим случай Ях = Яы для которого составлены уравнения (9.28),(9.29). Условие 2 = (тт выполняется при Х Х, + Хз + Х, = 0 (9.34) а) л) (так как числитель У в (9.33) вещественный), при этом изя (б) зквивялеитиые трехточечные Я = ХхХз/г.
(9 35) ~~~~~ евтогеиерегоров Реактивные сопротивления Хм Хз, Х, вильно зависят от чавтоты и почти не зависят от амплитуды. Поэтому уравнение (9.34) определяет частоты возможных колебаний. Поскольку 5г» О, управляющее сопротивлрние гт должно быть не только вещественным, но и положительным. Поэтому при г ) О на частотах колебаний знаки реактивных сопротивлений Х, и Х, должны совпадать, тогда сопротивление Х, обязательно будет иметь противоположный знак, что следует из (9.34). Таким образом, возможны всего два варианта эквивалентных трехточечных схем автогенераторов: а) схема емкостной трехточки (рис, 9.3, а), когда Хх(0, Хз(0, Х,) 0; (9.38) б) схема индуктивной трехточки (риа. 9.3, б), когдв Хг»0, Х,)0, Хе<0. (9.37) Получим приближенные выражения для коэффипиеита обратной связи й и сопротивления нагрузки Е„.
При малых потерях имеем из (9.23) ге+)Хз !х й=— г,+ге+) (Хе+Хе) )Хз+)Хз Но из (9.34) следует, что Х, + Х, = — Х,. Коэффипиент обратной связи получается вещественным и равным отношению рсакгивиых еопротивлений Х, и Х,: й ж й ж Хз/Хг. (9.38) Сопротивление нагрузки (9.24) также вещественно Х„ж )т„ж Х(г'г. (9.39) Заметим, что пока иикзкия огрзиичеиий иа структуру еопротивлеиий кг, Хз, Хз ие вводилось. Если каждое сопротивлеиие состоит только из поеледова. тельно включенных иидуктивпостей и емкостей, колебательная еиетемз является одиночным контуром, имеющим едииетвеииую собствеииую чззтоту.
Не еелв в состав Х„ Хз, Хз входят рззветвлеииые пепи — пзрзллельиые коитуры, то ко. лебзтельизя сйстемз становится двухкоитуриой, трехкоитуриой и т. д. е двумя, тремя собственными частотами. Аизлиз режимов таких звтогеиерзторов еущеетвеиио усложняется. РЕЗЛЬИЫЕ СХЕМЫ ВСЕГДЗ МИОГОКОИтУРИЫЕ, теп КЗК КажДОЕ ИЗ Хо Хз, Хз Образуется пзрзллельзым соединением злемеитов схем АЧ и ПЧ и блокировочиыи влемечтов. Позтому однокоитурные АГ, описанные далее„представляют собой идеализированную модель, точность представления которой полкой схемы тем выше, чем сильнее удалены резонансные частоты паразнтных параллельных кон. туров относительно частоты колебаний. 9.4. ОДНОКОНТУРНЫЕ АВТОГЕНЕРАТОРЫ Автогенераторы с одним внешним колебательным контуром часто применяются на практике.
Важным достоинством одноконтурных АР является та„что частота генерации ш„— единственная, близкая к частоте контура. Исключены перескоки частоты, которые име!ет место в многоконтурных схемах. Схемы одноконтуртуьгх АГ на биполярных н полевых транзисторах выполняются в виде емкостных или индуктивных трехточек. Принципы составления схем и расчет блокировочпых элементов такие же, как и в усилителях мощности. Особенности выбора емкостей в цепях автоматического смепгения поясним далее. В АГ можно заземлить любую точку схеьты, не изменяя ее электрический режим.
Поэтому выбор вазе»ниенной точки обычно связывшот с требованием улучшения стабильности частоты. Для этого стараются избегать схем параллельного питания, чтобы дросселн невысокого качества не влияли на элементы контура и не ухудшали стабильность частоты. В схеие нз рис. $.4, а делитель Азы ттз создает началыюе иапрвжение смен!синя Еалч на затворе, Сопротивления Х, ) 0 и Хз ° 0 образуются частями пндУктивГ!Ости коитУРа ьз.
Еы а ее оставшансн часть Ез внес~в с емкостью Сз имеет сзолййот'йвлеяие емкостного характера Хз ~ О. В схеме на Рнс. 9А, б (схема клавка) начальное смещение Ннлч также сна. мается с делителя Азы Гтз. Ца резисторах Азб, Д, создается падение найряженвн от чеков базы н ъмзмтера. Таква схема подачи напряжения смещения называется комбинированной, ее полезно применять длн стабилизации режима при изме. пениях температуры. Начальное смещение необходимо для тото, чтобы вывести рабочую точку не характеристиках транзисторов в область большой крутизны выходного токз, иначе самовозбужденин не произойдет. В трехточечных схемах АГ контур сле. дует вклзочать в выходную цепь АЭ ие полностью, чтобы при обычных знвчениян характеристнческагв сопротивления контура р ж 200 ...
500 Ом и дабротиости О = ЕО ... !00 можно было получить режим АЭ, близкий к критическому. Для ламп йп нр — 10» Ом, для биполярных транзисторов йи „- 10з Ом, следова. Ту сл 6 Рис. 9А. Трехточечные схемы автогенераторов; а — зллухтззвзм ел налезем трзызестчре е ззземлезлмм мстоеомз б емксстезз за бело лзрлом трзлзлсторЕ с ззземлеллмм коллектором тельно, в атпх случаях козффиниеит включения р пе долл»ен превьппать 0,5 и 0,1 соответственно. Найлем Ф, /Т»ь /Т» н е»е длн скем на Рис.
9.4. В обеих схемах Р = ')/Е/С— хайактеРнстнческое сопРотнвленле контУРа; ы» = ыа = 1/ (/Х7: — Резонансиаа частота контура; (1 = р/г — добротность контура( Е, С вЂ” полные индуктивность н емкоеть контура; г — сопротивление потеРь контура. Для индуктивной трехточки (рно. 9.4,а) 11+ Ез+ Ез, 'С Са» й Е»/1»1 А'„=(ын Е»1»/г Р»РО; й»=Ма =Е» Е»Я/угу С, (9. 40) где Р = л»/Р = Ег/Е. Еслн Е О, то Р Т/(1+ й). Для емкостной трехточки (рис, 9.4, б) Е = Е;, !/С = 1/С»+ 1/Сз+ 1/С»1 й = СГ/Сз', /»я=1/(ы„С»рг=р»РФ /Т»й Е/хи=О)/ЕСа/ѻѻ (9.41) где р = Х /р С/С». Если Сз - о, то р = 1/(1 + ь).
В обшем случае в полных значениях индуктиввостей, емкостей и сопротявленнй потерь необходимо учесть составляюпгяе, пересчитанные нз проводнмосгей активного четырех пол юсн ика. Помимо представленных на рис. 9.4, встречаются н другие варианты схем АГ, например схема с трансформаторной обратной связью, емкостная трехточка с емкостью С,, включенной параллельно индуктивно:ти Е,.
Полученные обобщенные уравнения позволяют анализировать подобные схемы самостоятельно. ФЗЬ СТАЦИОНАРНЫЕ РЕ»КИМЫ ОДНОКОНТРРНЫХ АВТОГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ СМЕЩЕНИЕМ Рассмотрим стационарные режимы одноконтурного АГ с безынерционным АЧ, описываемые уравнениями (9.28), (9.29). Выясним, кан зависят частота и амплитуда колебаний от параметров схемы и питающих напряжений.
Если считать, что проводимости АЧ У„х, т'а»„ т'„з меняются незначительно при изменениях У„и У, „„то вещественные параметры й, /хи, /г не будут зависеть от амплитуды колебаний. Тогда единственной переменной в (9.28), зависящей от У„, У,„, и напряжений питания Е„Е, остается средняя крутизна Я,, Амплитуды У,х и У,„, связаны постоянным коэффициентом обратной связи; напряженйя Е„Е, примем пока неизменными. Из уравнения Х(е») =0 ° (9,42) находим частоту колебаний, причем частота генерации о»т равна собственной частоте контура о»„» а нз уравнения Зх (У.,) 1З„ (9.43) где )㻠— значение управляющего сопротивления на частоте ы„, находим амплитуду колебаний в стационарном режиме. Зависимость 5» (У„) — некоторая сложная нелинейная функция, поэтому решим (9.43) графически.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
