Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Таким образом, в области НР точки на ветвЯх диагРамм сРыва пРи 1 ( Е/7т ( 2 Устойчивы, пРи Я/т*т) 2 неУстойчивы. В ПР пРи любых ЯЯ ветви диагРамм сРыва идут с положительным наилоном и устойчивы. Хотя АГ о внешним смещением ирвнтнчески не применяются, проведенный аиалтв новкииетв изучении схем с автоматическим смещением когда Е, зависит от амплитуды У„и еараметров цепи смещения. 9 а ОАНОНОНТНРНЫЕ мВТОГЕНЕРЛТОРЫ С мВТОМДТИЧЕСНММ СМЕЩЕНИЕМ Применение автоматического смещения облегчает самовозбуждение генератора и позволяет получить приемлемые энергетические характеристики. Выясним, как зависит напряжение смещения Е, от амплитуды колебаний У„в установившемся и переходном режимах. Для определенности рассмотрим схему АГ на биполярном транзисторе с комбинированным автосмещением.
Схемы на полевых транзисторах отличаются отсутствием тока затвора, а схемы на лампах — разными значениями углов отсечки токов анода и сетки. В цепи автосмещения на рис. 9.7 напряжение Е, создается источником напряжения начального смещения Е„,„н падениями напряжения от тока базы /ня ца резисторе йа н от тока эмиттера /эв на резисторе Ее. Высокочастотные составляющие токов базы и эмиттера замыкаются через конденсаторы Ся и С„, Спмволпческое уравненне, свяаываанцев тока н напряженна в цепи автосмешення, нмеет вял Ряс. 9.7. Эквнвалентяая схема цепи коибяннрованното автосмешеяяя (9,54) мс = паае-Еа !Вв Хе !Зо' Здесь Хб, Х вЂ” символические сопротивления (Р ж пт)» аб (Р) =Йб((1+Рбб Йб)' Ха (Р) Йэг(1+РЕэ Йа) ° (9.55) Рассмотрим установившийся режим, для чего примем Р = О, Хб = Йб, Хэ = Йз.
Сложность решения даже алгебраического уравнения (9.64) в том, что токи 1вв и 1 являются трансцендентными функциями амплитуд У, У ых, напряжения зо смещения Ес и коллекториого питания Е . В НР влиянием У ы и Еп можно пренебречь и представить токи, как обычно, при полигоиальиой аппроксимации ста. тических характеристик: 1„-Еб Уьху,(0„); 1„=)„-ЕУ„у,(0н), (9,55) где Он — угол отсечки токов 1в н 1к. С помощью уравнения (9.54) можно построить зависимость напряжения смещения Е, от амплитуды колебаний (7„— диалралсму смещения, которую удобно строить на плоскости диаграмм срыва. Выразим (у„через Е, из (9.54): (7„= (Е. — Е„,„)7( (Е,Й, + Е.Й,)у, (Он)).
(9.57) Величины (у„и Е, связаны также через соз О„: = — — (Еа — Е') Ок (9.58) Рассмотрим построение диаграммы смещения для лампового АГ с автосмещеиием эа счет тока сетки. Н этом случае удается получить простое выражение, описывающее диаграмму смещения, Для этого нужно в (9.54) положить Ев = О, Йб Й Йа = О, 1 „= ЕсУ У (ое). Тогда Ес = — БаУ *тэ (Ос) Йс и, заменив Ес иа — Увк соз Ос, получим тэ (Ос)(соз Ое — — 1/Есйс, (9.59) откуда следует, что угол отсечки сеточного тока Ос определяется только пронаведеиием кРУтизиы тока сетки 8 на сопРотивлсиие Йс и ие взвиснт от У и Еа.
° да Чтобы построить диаграмму смещения Е, ((7,„) (или (7„(Е,)), необходимо из систаиы уравнений (9.57), (9,58) исключить параметр О„. Но функции соз О„ и у, (О„) трансцендентные, поэтому воспользуемся графическим построением (на рис. 9.8), Каждому значению Ои (при заданных величинах Збйб и 5,Й,) соответствует своя линейная связь (7„и Е, в виде пучков прямых, проходящих через точку Е, =- Е„,„; (7„=- О для первого уравнения (9.57) и Е, = Е'; (7,х =- О для второго. Пересечения прямых, построенных для одинаковйх О„, и дают точки диаграммы смещения, С помощью указанного построения нетрудно проследить за влиянием параметров Е„„, Ябйб и З,Й, на форму диаграммы смещения.
Так, Увеличение 8 ай б и Явйа сдвигает диагРаммУ влево, а Рост Еа„— вправо. Точка, соответствующая стационарному режиму ЛГ, расположена на пересечении диаграммы срыва, построенной для заданного параметра ЯЙ (здесь ЗЙ = 3), и диаграммы смещения (точка А на рис. 9.8). В данном примере зта точка оказалась на падающей неустойчивой ветви диаграммы срыва. Далее будет показано, что при авто- смещении точки такого типа могут стать устойчивыми. Риц 98 Диаграмма смещеиия траизисториого Рис, 99. Диаграммы смешеияя автогенератора лампового автогеиератора с сеточиым ввтосмещеиием При дапиом значеиии параметра Забое уравиеиие диаграммы смешеиия имеет вид Узз = Ее)соз 0о (9.60) На плоскости диаграмм срыва диаграмма смещеиия — прямая, проходящая через иачало коордниат с угловым козффициеитом — 1)соз Ое (рис.
9.9). Когда ЗсЕс = О, звтосмешеапя иет и диаграмма смещеиия идет вертикально. С ростом 5е)ге диаграмма смешеиия иаклоияется влево и при За)гс-~ оо заиимает предельное положеиие с угловым козффициеитом — 1. Точки пересечеиия диаграмм срыва и смешеиия (точки 1 ... 6) иа рие, 9.9 показывают, какая амплитуда Уэх и какое иапряжеиие смещеиия Ее устаиовится в АГ при задаииых параметрах колебательиой системы и цепи автвсме.
щения. Вериемся к обсуждеиию вопроса об устойчивости точек етациоиариого рвжима на падающей ветви диаграмм срыва (точка б иа рио. 9.9, точки Я иа рис. 9.8). Устойчивость зависит от соотиошеиия скоростей измеиеиия Уэ и Е, т. е, от постояииых времеии коитура Т„и цепи емешеиия Та = Сз)1 (дли качественных оценок достагочио учесть только сеточиое или базовое автосмещеиие). Покажем, что даииый режим устойчив в предельиом случае, когда смещеиие безынерциоиио, т.е, Те (( Т„. Такое смешеиие иазывается еследяшим>, потому что отклоиеиия амплитуды вызывают мгиовеииые измеиеиия смещеиия в соот. ветстзии о выражением (9.60), Если иа семействе кривых Зг (У, ) (рис.
9.5) учесть, что одновремеиное уве. личеиием У,„растет (по модулю) иапряжеиие смешеиия Ее, т, е. как бы проищ ходит псремещеиие точки, изображающей режим, с одиой кривой семейства иа другую, то получится иовая кривая Зг (У„„). Изменив параметр Зс)ге, получим еще одиу кривую $1 (У х) и т. д. (рис, 9.10) Отличительиой особеииостью этих кривых является моиотоииое спздаиие с возрастаиием У . Следовательио, производная дат(бУэх всюду отрицательиа и условие устойчивости (9.49) выполияется.
Обратимся теперь к случаю, когда постояииая времени цепи автоемешеиия очеиь велика: Те > Т„. Амплитуда У измеияетси при почти постояииом смешеини, и точки йа падающей ветви диаграммы срыва теряют устойчивость. Но иапряжеиие емещеиия меияется, хотя и медлеиио. Поэтому при включеиии питаиия лемпы автогеиератора процесс развивается следующим образом (рис. 9.11).
В момеит включения амвлитуда и иапряжеиие смешеиия равиы нулю (точка 1). Затем амплитуда иарастает до точки 2 иа диаграмме срыва при том же иапряжеиии емещеиия, которое ие успело измеииться Далее иапряжеиие смешеиия очень медлеиио иамеияется от точки 2 к точке 2 при мало меияюшейся амплитуде У, . После точки 2 колебаиия врываются в точку е и иапряжеиие емещеиия сио. д ! 2 ба/1 Е'1 ь $ Рис 910 Зависимость $~((т„) при следящем смешеиии Рис 911 Зависимость 13.,(Е,У з режиче прерывистой 1еиерацпи (цикл б — 3 — 4 — 5 — б — 3 ) з азтогюи рзторе при тол>та и т. =. т. ва медлеиио стремится к точке 1.
Но прв Ес = Е' в точке б лампа открывается, возбуждается колебаиие с амплитудой, соответствуюшеи точке 6, и затем воз. иикает повторяюшийся циклический процесс движеиия точки, изображающей режим' б — 5 — 4 — 5 — 6 3 и т д Генератор иаходитси в режиме прерывистой ге. иерации (или самомодуляции) и вырабатывает последовательиость высокочастот« иых импульсов. С умеиьшеиием Тс скорости измеиеиия (1 и Ес постепеииосравиивзются, цикл меииет форму от почти прямоугольной к почти эллиптической (штриховая линия). СамомодУлациа полностью пРопадает, когда Тз Умеиьшаетса до зиачеиии порядка Т„ 111). В качестве меры борьбы с самомодуляцией можно рекомеидо. мать умеиьшеиие емкости Сс до зиачеиий, при которых еше содраияется фильтрующая способность Сс для перемеииых составлпющих токов сетки.
Аиалогичиые рекомепдацяи справедливы и для АГ иа траизкеторах. йьт. НДГРУЕОЧНЫЕ КмРМФЗЕРИСТИМИ:И ВЫЕОР4)ДФДЫмзРОВ 'СВВМЫ дВтОГЕНЕРВГОРОВ Нагрузочные характеристики АГ показывают, как вгеняется его режим, т, е. напряжения, токи, мощности, частота от изменения комплексного сопротивления внешней нагрузки 2 при постиинных пита.
ющих напряжениях Е„Е„„и заданных параметршх кепи автосмещения. Нагрузочные характеристики помогают выбрать'режим АГ, например, работающего в диапазоне частот или нагруженного на цепь с непостоянными параметрами. Примем, что внешняя нагрузка не содержит реактивной составляющей: Е = )т',. Очевидно, при любом способе подключения нагрузки к колебательной системе генератора можно пересчитать Яи в гт'и— сопротивление нагрузки АЭ и строить нагрузочные дарактеристикя прямо от (х „. Более того, наиболее удобно строить ик в 4зункции параметра регенерации ЕЕг, поскольку Я = й)т* (рис, 9.12). 1$й В автогенераторе всегда существует пороговое сопротивление нагрузки гс„м„н = 1/ЗА, до которого условие самовозбуждения не вьгполнено и каннебаннй нет.
С увеличением г(н) )г„м„„колебания возникают икачком, быстро раетут и, достигая критического режима, приостанавливают свой рост, как бы стремясь к насыщению. По кривым У„(3)гт) нетрудно построить графики всех остальных величин, определя1ощих режим автогенератора: токов, мощноцтей, КПД и т.
д. Можно показать, что макоимум мощновти Рз получаетая прн ЗЯ = 2,.3 и равен приблизительно Рт мане = АЗЕй16. (9.61) Составим формулы для оценочного расчета основных параметров АГ на биполярном транзисторе. Пусть на рабочей частоте задан АЭ, который имеет вещественную крутизну 3. Известны номинальные мощность Ршзм и напряжение питания выходной цепи Е . Требуется выбрать козффициент обратной связи й и нагрузку йн так, чтобы обеспечить работу АЭ в режиме максимальной мощности. 11олагая в (9 61) Ргмаас = Ргном получаем А = зргном~бнш (9.62) Прн Зйт — — 2 он = отй = Й/ЧРгнем (9.63) Рассмотрим выбор элементов колебательной системы автогеиератора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
